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地方性砷中毒(Endemic Arsenism，地砷病)是一种生物地球化学性疾病，据不完全统计,全世界数亿人暴露于高砷环境。研究证明，周围血管是砷毒作用的主要靶器官，对于砷化物引起血管内皮细胞损伤和凋亡的分子机制，目前既不完全清楚，且没有行之有效的防治措施，因此本研究以亚砷酸钠（NaAsO2）作用于体外培养的人脐静脉内皮细胞为模型观察血管损伤效应，及保护剂对其保护效应两方面进行系统研究。我们发现miRNAs参与了亚砷酸钠（NaAsO2）诱导的血管内皮细胞HUVECs的损伤和凋亡。miRNAs芯片技术分析在NaAsO2作用于HUVECs细胞时，细胞内miRNAs表达谱的改变情况，这部分结果得到实时定量RT-PCR的进一步证实。接着，我们应用DAVID等生物信息资源分析了miRNAs中具有参与蛋白磷酸化、mRNA剪接、细胞凋亡等生物学功能的靶蛋白，并通过Western blot的方法发现这些靶蛋白的表达发生了改变。通过使用生物信息学软件Targetscan, miRandaand PicTar等预测细胞抗凋亡蛋白Mcl-1mRNA的调控miRNAs，我们发现其与Mcl-1mRNA的3’ UTR区具有特异性结合位点，miR-29b可靶向调控Mcl-1mRNA的表达，提示miR-29b参与了凋亡相关基因转录后表达的调控。在人肝细胞中砷化物通过产生过多的活性氧ROS诱导线粒体依赖性细胞凋亡[1]，可能是其诱导肝损伤的重要机制。我们也发现，亚砷酸钠（NaAsO2）可诱导HUVECs内ROS水平发生改变，诱导血管内皮细胞的损伤和凋亡，证明其主要是在地砷病血管损伤凋亡中发挥介导作用。保护剂人参皂苷Rb1能起到保护内皮细胞的功效，其经典的作用机制在于能提高损伤细胞内抗氧化酶超氧化物歧化酶SOD2的活性，从而降低细胞内活性氧ROS的含量，避免线粒体受氧化损伤，从而修复细胞损伤及避免细胞死亡。叶酸和维生素B12也具有降低细胞内活性氧ROS的含量的抗氧化功效，且能确保重要物质的合成代谢，帮助机体及时进行损伤修复。在本实验中我们发现，对于亚砷酸钠引起的HUVECs的损伤及凋亡，三种保护剂具有修复和抑制效应，能降低细胞内活性氧ROS的含量，明显降低亚砷酸钠（NaAsO2）诱导的细胞凋亡。同时在保护剂的作用下，miRNA29b的表达下调，其靶蛋白抗凋亡蛋白Mcl-1表达上调，二者呈负相关。我们推测其保护机制可能是通过下调miRNA29b的表达，从而上调了其靶蛋白抗凋亡蛋白Mcl-1的表达，而抑制细胞凋亡的。通过研究我们发现在亚砷酸钠诱导的血管内皮细胞损伤和凋亡中miRNAs介导了凋亡的过程，而且证实叶酸、维生素B12和人参皂苷对损伤的血管内皮细胞具有保护效应，且发现其分子机制与miRNAs有关。理论上，为亚砷酸钠诱导的血管损伤和凋亡的分子机制提供新的视角；临床应用上，为地砷病防治的临床药物研究和开发开辟新道路。