ICP-MS技术对贫铀在体内与DNA和蛋白质结合机制的研究

贫铀(DU)是一种具有化学毒性的放射性重金属，进入人体将造成各组织器官的结构损伤和功能障碍。DU毒理学研究表明，DU可透过细胞膜，引起细胞内毒性反应，造成DNA断裂损伤和蛋白结构功能的改变。通过研究DU在体内与DNA和蛋白质的结合水平、235U/238U比值和价态变化(U(IV)和U(VI))，可以从分子生物学水平揭示DU的毒理学作用机制。目前，国内外关于此方面的研究尚未见报道。电感耦合等离子质谱(ICP-MS)作为一种新型的高通量元素分析技术，近年来在生物医药领域的应用初见端倪。本课题将在建立DU染毒小鼠模型的基础上，采用ICP-MS和HPLC-ICP-MS联用技术，研究DU在各组织中的分布特点，以及DU与DNA和蛋白质的结合水平和结合机制，以在分子水平上研究DU的毒理作用。该研究不仅有助于阐明DU的毒理学机制，同时也为DU促排药物的筛选和开发提供新的技术手段。

贫铀(Depleted uranium, DU)是具有化学毒性的放射性重金属，其进入人体会引起各组织和器官结构损伤和功能障碍。染毒后生物样本中的DU含量往往非常低（<108g/g），一般的放射化学检测方法的准确性和灵敏度，都很难满足DU毒理学研究的需要。电感耦合等离子体质谱（Inductively coupled plasma-mass spectrometry, ICP-MS）技术是一种新型的痕量与超痕量无机质谱检测技术。比其他传统的无机分析技术，具有进样量少、灵敏度高、干扰少、检测限低、线性范围宽、分析速度快、可进行多元素同时测定和同位素比值分析等优点。通过国家自然科学基金委《ICP-MS技术对贫铀在体内与DNA和蛋白质结合机制的研究》(81102072)的资助，本课题组经过三年的努力基本完成了计划要求，并且取得了以下的进展和成果：1、建立了贫铀染毒的小鼠动物模型；2、建立了采用ICP-MS技术准确、快速分析组织器官中贫铀含量及同位素比值的方法，并且研究了贫铀在体内组织分布的特点，表明贫铀在肾脏和骨骼中具有明显的蓄积现象；3、建立了采用ICP-MS分析与DNA和蛋白质结合的铀含量和同位素比值的方法，并研究贫铀在体内与DNA和蛋白质的结合机制，分析了贫铀在肾脏和肝脏中蓄积机制的差异，由于贫铀与肾脏DNA分子的牢固结合，导致贫铀在肾脏中更容易发生蓄积，而贫铀对肝脏的影响只是一过性的。4、实现了HPLC与ICP-MS的联机，建立采用HPLC-ICP-MS联用技术分离样品溶液中不同价态铀元素(U(IV)和U(VI))的方法。本研究为重金属毒理学的研究提供了很好的技术参考，也为贫铀促排药物的筛选提供新的技术方法。