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铬(Cr)作为一种常见的化学元素,化合价态为-2到+6,其中以+3和+6价态最为常见。三价铬在有效剂量下是无毒的,是人和动物必需的营养素。六价铬是一种剧毒剂,具有致癌性、致突变性、致畸性、免疫毒性、生殖毒性、神经毒性,是一种重金属环境污染物。六价铬广泛存在于香烟烟雾、汽车尾气和生活环境等,主要用于电镀行业、制革行业、化学工业、染料行业、冶金行业,还有不锈钢焊接和木材加工行业等。六价铬能够被细胞内的还原系统还原,进而产生大量的低价态铬离子,低价态铬离子容易与DNA结合产生DNA加合物;铬被还原过程中,会产生大量的活性氧,然后诱导细胞的氧化应激反应,进而导致细胞DNA直接损伤以及细胞修复系统的远期损伤,同时活性氧对细胞的刺激产生一系列的信号传导级联反应。有实验证明六价铬能够影响细胞凋亡信号传导通路。P38MAPK能够被各种生长因子、炎性细胞因子以及各种物理化学刺激因素激活,激活后的P38激酶能够调节细胞的生长、分化、凋亡,进而影响其下游通路。半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3在细胞凋亡中起着重要作用,在Caspase蛋白酶级联切割过程中起核心因子作用。近年来P38-MAPK和Caspase-3是介导细胞增殖和凋亡等热点问题的重要因子。目的:基于上述分析,该研究通过建立体外细胞模型,培养人肺癌上皮细胞(A549细胞),然后使其暴露于不同浓度的重铬酸钾染毒液中,观察各分组凋亡率水平,并且从蛋白表达水平上分析重铬酸钾对A549细胞激活的磷酸化P38、总P38和Caspase-3等相关凋亡蛋白的表达水平,进而探讨重铬酸钾诱导A549细胞凋亡机制,为进一步了解重铬酸钾诱导肺癌机制提供理论依据。方法:1.首先建立A549细胞的体外细胞模型。2.利用MTT比色法来测定0μmol/L、2.5μmol/L、5μmol/L、10μmol/L的重铬酸钾对A549细胞生长的影响,并且确定合适的染毒浓度。3.用流式细胞仪检测重铬酸钾对A549细胞凋亡的影响,观察加入P38抑制剂后染毒组细胞凋亡率和抑制剂组细胞凋亡率的表达水平。4. Western blot法检测重铬酸钾染毒后P-P38、P38和Caspase-3的蛋白表达水平。5.统计分析。运用SPSS12.0统计软件,数据用x±s表示,采用t检验、单因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)对数据进行统计分析(检验水准a=0.05)。结果:1.MTT结果:染毒浓度为40μmol/L时,A549细胞的增殖抑制率为76.25%。根据细胞染毒后的细胞活性不同,确定了IC50=7.6μmol/L,选用染毒浓度为0μmol/L、2.5μmol/L、5μmol/L、10μmol/L进行下一步实验。2.流式细胞仪检测细胞凋亡结果为:当重铬酸钾染毒浓度是0μmol/L的时候,正常染毒组A组和加抑制剂染毒组B组相比升高,差异无统计学意义(P>0.05);当重铬酸钾染毒浓度是2.5μmol/L、5μmol/L、10μmol/L的时候,正常染毒组A组和加抑制剂染毒组B组相比下降,差异有统计学意义(P<0.05)3. Westblot实验检测蛋白表达:重铬酸钾正常染毒组的P-P38蛋白和Caspase-3蛋白相对表达量分别比起加抑制剂重铬酸钾组的P-P38蛋白和Caspase-3蛋白相对表达量升高,差异有统计学意义(P<0.001);各分组细胞的P38总蛋白在不同刺激下差异没有统计学意义(P>0.05)。结论:重铬酸钾能诱导A549细胞凋亡,呈剂量反应关系;P38信号传导通路在重铬酸钾致A549细胞凋亡中起促进作用;SB203580能抑制P38信号传导通路,对A549细胞凋亡其保护作用。