杀虫剂硫丹对大鼠凝血和抗凝血系统的影响及其机制研究

Endosulfan is a persistence organic pollutants, and widespreadly distribute in environment，which is a severe threatening to ecology environment and human health. The resuts from the investigation of human population showed that endosulfan and the other organochlorine insecticides in lac feminium are concerned with hemorrhage incident and prothrombin time. But there are no reports about the effects of endosulfan on coagulation and anticoagulation blood systems and mechanism. The present study will investigate firstly the effects of endosulfan on the coagulation blood systems (including vessel wall integrity, platelet, coagulable factor and thrombin) and anticoagulation ones (including antithrombin, protein C system, tissue factor pathway inhibitor and fibrinolysis), explain the actions of endusulfan in coagulation and anticoagulation blood process. Further, the effects of endosulfan on the DNA structure of vascular endotheliocyte, energy metabolism,apoptosis and apoptosis factors(Caspase-3,8,9/Bcl-2/Bax) will be studied, so as to explain the actions of DNA damage and energy dysmetabolism in the apoptosis of endotheliocyte caused by oxidative stress. Then，the regulating actions of both the positive regulation signal path of cell cycle(Raf/MEK1/2/ERK//2) and negative regulation one(CKI/p21/p27)mediated by PKC to apoptosis will be investigated，so as to illustrate the effect mechanism of endosulfan to the coagulation and the anticoagulation blood processe in molecular level. The research achievement will provide the scientific basis for environmental pollution management，the etiology research and the effective prevention and control of blood dysaemia.

硫丹是环境中广泛存在的持久性有机污染物，严重威胁着生态环境及人类健康。人群调查发现，乳汁中硫丹等有机氯杀虫剂与婴儿的出血和凝血酶原时间相关联，但硫丹如何影响凝血和抗凝血过程及其机制尚不清楚。本研究拟探讨硫丹对大鼠凝血系统（血管壁完整性、血小板、凝血因子和凝血酶）和抗凝血系统（抗凝血酶、蛋白C系统和纤溶系统）的影响，阐明硫丹对凝血和抗凝血系统的作用；进一步研究硫丹对血管内皮细胞DNA结构、能量代谢、细胞凋亡及其凋亡因子Caspase-3、8、9/Bcl-2/Bax的影响，阐明DNA损伤和能量代谢障碍在氧化应激所致的内皮细胞损伤和凋亡中的作用；深入探讨PCK介导的细胞周期正向调控通路Raf/MEK1/2/MRK和负向调控通路CKI/p21/p27对细胞凋亡的调控作用，从分子水平揭示硫丹对凝血和抗凝血系统的作用机制。这将为环境污染治理和血液循环障碍病因学研究及有效防治提供科学依据。

本研究采用动物实验和体外细胞实验相结合的方式，探讨了杀虫剂硫丹对大鼠凝血和抗凝血系统的影响及其相关机制。结果发现，硫丹可引起大鼠血管内皮细胞损伤，导致血液中组织因子（TF）和vWF明显升高，增强血小板的聚集性，激活凝血因子，从而激活大鼠外源性凝血途径，但对内源性凝血途径无明显影响；硫丹还能导致大鼠血液抗凝血酶III的活性、蛋白C和组织因子途径抑制因子、纤溶酶原活化抑制剂水平明显降低；引起纤溶过程标记物D-二聚体水平明显升高。这些结果表明，硫丹能抑制抗凝血酶系统，导致继发性纤溶。体外细胞研究表明，硫丹可损伤内皮细胞，导致细胞膜内外电位差降低，并引起内皮细胞中ROS、MDA和炎症因子的水平明显升高；导致DNA损伤标志物γ-H2AX和8-羟基尿苷表达增加。进一步研究发现，硫丹能促进内皮细胞DNA损伤修复反应通路中ATM、ATR、Chk2、p53和p21的表达；损伤内皮细胞微丝和微管，引起细胞分裂障碍和增殖抑制；硫丹可激活血管内皮细胞 RIPK1介导的凋亡信号通路和MAPK通路相关蛋白表达；诱导自噬相关AMPK通路中p-AMPK以及Beclin-1及LC3Ⅱ/Ⅰ蛋白表达,并引起自噬；促进Notch信号通路中Notch1、Dll4、Hes1 和p21蛋白表达。这些结果表明，硫丹很可能通过氧化应激和炎症反应，导致DNA损伤，由此激活DNA损伤修复反应通路ATM/Chk2和ATR/Chk1，并导致内皮细胞周期阻滞；由于DNA损伤严重不能修复，从而激活RIPK1介导的凋亡信号通路和自噬相关的AMPK信号通路，引起内皮细胞自噬和凋亡；同时硫丹可能通过激活Notch信号通路抑制了内皮细胞增殖，导致损伤的血管内皮组织修复受阻；此外，硫丹可通过诱发氧化应激和炎症反应直接损伤内皮细胞骨架，导致内皮细胞分裂增殖受阻。这三方面的共同作用，致使内皮细胞损伤，释放TF和vWF，激活外源性凝血途径，从而诱发血液呈现高凝状态。该研究阐明了硫丹对大鼠凝血系统和抗凝血系统的影响，并从分子水平揭示硫丹对凝血和抗凝血系统的作用机制。这将为环境污染治理和血液循环障碍病因学研究及有效防治提供科学依据，具有重要的理论和实际意义。