《慢性苯中毒造血毒性的代謝特徵及生物標誌研究》是依託東南大學，由張娟擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：慢性苯中毒造血毒性的代謝特徵及生物標誌研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張娟
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本課題擬建立慢性苯中毒小鼠模型，獲得慢性苯中毒形成過程中骨髓造血乾祖細胞、血液、尿液的代謝表型，通過比較苯中毒小鼠造血乾、祖細胞、紅、中性粒細胞的差異代謝物，結合功能基因組學技術，揭示苯對不同階段造血細胞的毒性作用和機制；比較中毒小鼠外周血細胞、血清及尿液的差異代謝物，結合毒理學特徵，尋找可表征以造血毒性為特徵的慢性苯中毒的早期生物標誌物；繼而進行職業流行病學的苯中毒病例-對照研究，通過比較苯中毒組、苯暴露組、正常對照組的紅細胞、中性粒細胞、血清、尿液代謝組學差異，獲得苯致造血毒性的早期生物標誌，評價其靈敏度和特異性，驗證其作為苯造血毒性的早期生物標誌的科學性，為苯暴露人群造血損傷的的早期診斷提供新的有效生物標誌以發現亞臨床暴露者並依據造血功能障礙程度進行治療指導。
結題摘要
本課題使用C3H/He小鼠，設定苯暴露劑量為0、150及300 mg/kg•bw，套用皮下注射方式染毒，每天1次，共染毒4周，構建了苯中毒小鼠模型。建立了基於LC-MS的小鼠尿液、血漿和骨髓細胞代謝組學分析平台，研究苯暴露小鼠體循環及靶器官代謝特徵。結果顯示苯暴露擾亂尿液嘌呤、脂肪酸、色氨酸、谷醯基苯丙氨酸和亞精胺代謝通路，干擾血漿色氨酸、組氨酸代謝、γ-谷氨醯循環、脂肪酸氧化以及脂肪酸代謝通路，導致骨髓細胞酪氨酸和苯丙氨酸代謝、賴氨酸分解、肉鹼合成以及脂肪酸氧化代謝通路紊亂；比較苯暴露小鼠血漿和骨髓細胞中的差異性代謝通路，發現脂肪酸β氧化通路中的代謝分子均檢測到一致的改變。通過慢性苯中毒代謝組學的病例-對照研究，揭示了健康對照與苯中毒職業人群之間的血清代謝譜存在明顯的差異。溶血磷脂、膽紅素、左旋肉鹼、亞麻醯基肉毒鹼、甘氨酸二脫氧膽酸、焦谷氨酸等9種物質可能是苯職業暴露潛在的生物標誌物。 結合動物與人群實驗結果，發現脂肪酸β氧化通路中的乙醯肉鹼代謝分子有一致的改變。動物與細胞模型顯示苯暴露可增強小鼠骨髓細胞肉鹼穿梭蛋白Cpt1a和Crat的表達，使脂肪酸β氧化通路中Acaa2、Aldh1l2、Acadvl、Crot、Echs1和Hadha蛋白表達增加；苯暴露引起小鼠骨髓細胞中左旋肉鹼、ATP和線粒體膜電位水平降低，同時還可引起氧化損傷指標水平增高。使用左旋乙醯肉鹼干預150 mg/kg•bw苯暴露小鼠，結果顯示， 200 mg/kg•bw左旋乙醯肉鹼干預可以明顯增加苯暴露組小鼠全骨髓細胞數量、LSK造血幹細胞比例和Lin- C-kit- Sca-1+造血祖細胞比例；乙醯左旋肉鹼干預可以在一定程度上減輕苯所致的線粒體損傷，降低氧化應激及DNA損傷。 本研究成功建立基於LC-MS的小鼠尿液、血漿和骨髓細胞代謝組學分析平台，發現與苯造血毒作用相關的尿液、血漿和骨髓細胞生物標誌物及特異性代謝通路；發現脂肪酸β氧化通路是苯暴露小鼠血漿和骨髓細胞的共同差異代謝通路，苯暴露可增強脂肪酸β氧化通路中肉鹼穿梭蛋白及脂肪酸β氧化通路關鍵蛋白表達，該過程的異常可能與苯暴露誘導氧化應激致線粒體功能紊亂相關。乙醯左旋肉鹼干預可改善苯對造血乾祖細胞的損傷，減輕苯導致的ATP水平和線粒體膜電位下降，降低氧化應激與DNA損傷。
