《電離輻射與鎘複合細胞效應及DNA甲基化在其中的作用》是依託復旦大學，由邵春林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電離輻射與鎘複合細胞效應及DNA甲基化在其中的作用
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：邵春林
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電離輻射和其它環境化學因素聯合作用引起癌症是生命的一項基本特徵，了解其中的細胞分子生物學機理等科學問題是制定合理防治措施的基礎。針對我國環境放射性和鎘污染嚴重的問題，本項目擬以人淋巴母細胞研究電離輻射和鎘長期暴露的複合效應，包括基因不穩定性、適應性、旁效應、表觀遺傳學變化等，研究該聯合作用下染色體損傷、p16抑癌基因及Erbb2、ras原癌基因表達的變化；根據DNMTs和MAPK酶活性的變化、全基因組DNA甲基化和p16啟動子甲基化狀態的變化等，研究p16和DNA甲基化在基因不穩定性和原癌基因表達中的調控作用；弄清輻射和鎘的協同性與適應性的產生條件、對劑量的依賴性等，研究Erbb2-ras-MAPK信號通路在交叉適應性中的作用，了解物理化學因素之間的交叉旁效應等新現象及其本質，研究DNA甲基化在其中的作用。通過本項目，為有效干預和評價電離輻射與鎘複合作用的致癌危險性提供實驗和理論基礎。
結題摘要
針對環境毒素的多樣性，本項目在細胞和動物水平研究了電離輻射與鎘的聯合效應及其分子機制。首先，以人淋巴母細胞HMy2.CIR為模型對長期鎘暴露細胞毒性進行了研究，發現0.005、0.01M鎘處理細胞3個月，可在引起細胞DNA損傷的同時促進細胞增殖，並導致基因不穩定性，意味著即使低於國標（GB）濃度的鎘仍具有致癌危險性。長期鎘暴露下，包括p16基因啟動子在內的基因組DNA發生了高甲基化反應，p16基因表達下調。當以DNA去甲基化劑5-氮雜-2-脫氧胞苷（5-Aza-dC）處理長期鎘暴露的淋巴母細胞時，p16表達明顯升高，細胞增殖速度也回復到對照水平。低劑量鎘長期暴露引起的p16啟動子高甲基化是導致細胞增殖加快的重要原因。 長期低劑量輻射（LDR）同樣可以促進淋巴細胞增殖，以0.032 Gy的射線連續照射細胞1-4周（每周3次）可使得細胞增殖率增加20%，並使細胞產生輻射適應性反應。長期LDR處理使Cyclin D1、PCNA、原癌基因Erbb2和N-ras、異染色質蛋白HP1和甲基化結合蛋白MeCP2蛋白表達升高，DNMT1基因表達增強，DNA發生高甲基化。而5-aza-dC則可降低HP1和MeCP2的表達，消除長期 LDR誘導的輻射適應性。因此，LDR引起的原癌基因高表達可能是刺激細胞增殖的原因；同時，基因組發生高甲基化可使的染色質結構會變得緊密，導致細胞的輻射敏感性下降，這是細胞產生RAR的一個重要原因。 在鎘與射線聯合作用方面，發現長期低劑量鎘能夠誘導HMy2.CIR細胞對鎘和電離輻射產生適應性反應，而5-aza-dC可消除該交叉適應性反應，說明了DNA甲基化在其中的作用。同時，首次發現H2S通過負調控p-ATM參與了鎘誘導的細胞適應性反應，且外源性H2S可下調輻射激活的p-P53和NF-κB水平。 動物實驗發現，採用0.1mg/kg、0.5mg/kg鎘連續8周注入大鼠腹腔，其各器官的血隔濃度顯著增加。鎘染毒可對大鼠產生一系列生理生化和遺傳學影響，包括骨髓細胞DNA損傷、外周血細胞hprt突變等。與體外細胞實驗相一致，低濃度鎘可使大鼠體內骨髓細胞、血液細胞等對電離輻射產生適應性反應，而高濃度鎘則與電離輻射具有協同效應機制。金屬硫蛋白在該交叉適應性反應中發揮一定的作用。 本研究結果為有效干預和評價電離輻射與鎘複合作用的致癌危險性提供了新的實驗和理論基礎。
