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多氯联苯(PCBs)是一种环境中持久性存在的有机污染物,其在2001年斯德哥尔摩公约中被列为优先控制12种污染物之一。上个世纪由于其良好的绝缘特性,在变压器和其它电器设备中被广泛的用作绝缘剂。PCBs在环境中长久存在难以降解,并且具有广泛的生物毒性,如生殖毒性、神经毒性、免疫毒性。此外,有众多流行病学调查研究显示PCBs也与肿瘤发生存在统计学上相关性,但致癌机制尚不确定。铁作为人体必需的生命元素,在近几年的研究中,发现其与肿瘤发生发展存在紧密关系。本研究旨在探究PCBs是否对机体铁代谢产生影响,进而促进癌症发展。
本课题选择环境累积量最高的七种常见PCBs混合物为研究对象,发现PCBs混合物存在较强细胞毒性,并在短时间内引起胞内较强的ROS水平。PCBs还可以增强前列腺肿瘤细胞的转移能力。
选取环境中典型的单一多氯联苯同系物PCB77作为研究对象。通过GC-MS发现其可以在HepG2细胞中大量积累。在0.1μM浓度下,暴露24h,每百万个细胞可累积2.26±0.51ng,每百万个细胞的吸收率为3.8±0.85%。体外实验中,在PCB77不造成细胞损伤的剂量,即非细胞毒性下,可以显著抑制HepG2细胞hepcidin的mRNA表达,hepcidin的降低水平达到60%。此外,对于主要的储铁细胞——巨噬细胞,PCB77显著抑制巨噬细胞的铁输出蛋白(FPN)和转铁蛋白受体(TfR)的表达,造成巨噬细胞胞内铁的堆积。结果显示动物模型暴露PCB77后肝脏组织的hepcidin表达水平降低约50%,从腹腔注射PCB77后的6小时到长期暴露的20天,hepcidin表达水平和对照组相比都显著降低。并且hepcidin的抑制已经显著的波及动物模型机体的铁代谢平衡。在短期内造成血清铁水平显著升高(最高达到近3倍),脾脏铁水平显著下降。但在长期,血清铁和脾脏铁可以恢复到原来水平。
本课题发现PCBs暴露于有机体后,对机体铁代谢平衡产生显著影响。并证实PCB77可以降低肝脏组织的hepcidin表达水平50%,进而影响机体铁代谢平衡。