本文選題：甲醛　切入點(diǎn)：苯　出處：《華中師范大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：甲醛是一種普遍存在的環(huán)境污染物。國(guó)際癌癥研究中心和美國(guó)國(guó)家毒理學(xué)項(xiàng)目組根據(jù)流行病學(xué)研究結(jié)果,已將甲醛列為人類白血病致病原。然而,甲醛誘發(fā)白血病在生物學(xué)機(jī)制上存在爭(zhēng)議,少有令人信服的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)報(bào)道甲醛可導(dǎo)致白血病或相關(guān)疾病�，F(xiàn)有的甲醛致動(dòng)物造血毒性研究幾乎僅停留在血液和骨髓這兩個(gè)層面,并沒(méi)有深入到造血干/祖細(xì)胞水平。本研究從小鼠的血液、造血器官和造血祖細(xì)胞三個(gè)層面全面評(píng)價(jià)甲醛致小鼠的造血毒性,并深入研究甲醛是否對(duì)造血調(diào)控中的部分關(guān)鍵集落刺激因子及受體產(chǎn)生影響,初步探討甲醛致造血毒性的機(jī)制。另外,一些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)甲醛有明顯的造血毒性。由于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)一般只涉及單一暴露因子,而許多其它因素卻不可避免地同時(shí)在流行病學(xué)研究中發(fā)揮作用,這可能是甲醛在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究和流行病學(xué)研究中表現(xiàn)出造血毒性不一致的原因所在。基于此點(diǎn),我們提出甲醛可能作為一種白血病輔助因子,通過(guò)與其它某些物質(zhì)協(xié)同作用促進(jìn)造血毒性或白血病發(fā)生的假說(shuō)。為了驗(yàn)證該假說(shuō),本研究以已知的白血病致病原——苯建立小鼠造血毒性模型,在此模型的基礎(chǔ)上研究甲醛在有無(wú)苯的作用下對(duì)小鼠造血毒性的差異,為甲醛與白血病關(guān)系的研究提供新的有力證據(jù)。研究結(jié)果顯示,甲醛單獨(dú)作用(3mg/m~3,8hr/天,5天/周,2周)不引起B(yǎng)ALB/c小鼠外周血全血細(xì)胞數(shù)量(CBC)顯著變化,但與苯(150mg/kgbw/day,5天/周,2周)聯(lián)合作用時(shí)卻導(dǎo)致外周血各類白細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白含量急劇減少,且與苯單獨(dú)染毒(BZ)組相比,總白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞和粒細(xì)胞數(shù)分別下降了 59.0%(p0.01)、55.5%(p0.01)、59.7%(p0.05)和66.0%(p0.05)。BZ組、甲醛單獨(dú)染毒(FA)組和苯與甲醛聯(lián)合染毒(BZ+FA)組小鼠骨髓有核細(xì)胞數(shù)均急劇減少(與對(duì)照組相比,p0.01),且BZ+FA組減少最顯著。各染毒組骨髓有核細(xì)胞活性氧(ROS),BZ組骨髓有核細(xì)胞的丙二醛(MDA)含量、DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)(DPC)系數(shù),以及FA組脾臟有核細(xì)胞ROS水平,與對(duì)照組相比都大幅升高(p0.05,pp0.01),但脾臟有核細(xì)胞MDA含量?jī)HBZ+FA組上升顯著(p0.05)。BZ+FA組骨髓有核細(xì)胞ROS水平和DPC含量比BZ組和FA組都高(pp0.01)。甲醛單獨(dú)作用未導(dǎo)致小鼠骨髓有核細(xì)胞顯著凋亡,而苯單獨(dú)作用以及苯與甲醛聯(lián)合作用導(dǎo)致骨髓有核細(xì)胞凋亡程度明顯(與對(duì)照組比,p0.05),但兩組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。甲醛和苯都能顯著上調(diào)脾臟有核細(xì)胞cleaved caspase-3表達(dá)量(與對(duì)照組比,p0.05),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。為了深入闡明苯或/和甲醛導(dǎo)致外周血CBC和骨髓有核細(xì)胞減少的原因,本研究檢測(cè)了小鼠髓系祖細(xì)胞集落形成情況。結(jié)果顯示各染毒組粒細(xì)胞-單核細(xì)胞共同前體集落形成單位(CFU-GM)和爆發(fā)樣紅系前體形成單位(BFU-E)數(shù)量與對(duì)照組相比都急劇降低(p0.01),且BZ+FA組髓系祖細(xì)胞集落數(shù)下降最明顯,其CFU-GM集落與BZ組和FA相比,分別減少了18.3%(p0.05)和 22.1%(p0.01);其BFU-E集落與 BZ 組和 FA 相比,分別減少了 33.3%(p0.05)和49.2%(p0.01)。各染毒組CFU-GM細(xì)胞ROS和凋亡水平均高于對(duì)照組(p0.05,p0.01),細(xì)胞DPC含量?jī)HBZ+FA組有所上升(p0.01)。BZ組BFU-E細(xì)胞ROS和DPC含量高于對(duì)照組(p0.05,p0.01),其余各組變化不大。BZ組和BZ+FA組脾臟有核細(xì)胞上清中集落刺激因子IL-3和GM-CSF含量都明顯下降(與對(duì)照組相比,pp0.05,p0.01),且BZ+FA組下降得更顯著(與BZ組相比,p0.01),而FA組這兩種集落刺激因子含量無(wú)顯著改變。與對(duì)照組相比,BZ組和BZ+FA組EPOmRNA以及髓系祖細(xì)胞IL-3Rα蛋白表達(dá)明顯上調(diào)(p0.05,p0.01),FA組和BZ+FA組髓系祖細(xì)胞GM-CSFRα和EPOR表達(dá)嚴(yán)重下調(diào)(p0.01)。為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)甲醛致白血病的風(fēng)險(xiǎn),在小鼠末次染毒后設(shè)置1周的恢復(fù)期,觀察各組小鼠造血功能的恢復(fù)情況。結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)1周的恢復(fù)期,各組小鼠造血功能有較大程度的恢復(fù)。外周血細(xì)胞除了 BZ+FA組的單核細(xì)胞數(shù)目和紅細(xì)胞平均體積與對(duì)照相比有變化(p0.05),所有染毒組其余各類血細(xì)胞都與對(duì)照組無(wú)顯著差異。各染毒組骨髓和脾臟有核細(xì)胞ROS、DPC、MDA以及凋亡水平都與對(duì)照組持平。HE染色顯示骨髓恢復(fù)良好,但脾臟仍有一定程度的病變。髓系祖細(xì)胞的增殖能力也得到了恢復(fù),BZ組、FA組和BZ+FA組CFU-GM與BFU-E集落數(shù)都不再減少,相反,CFU-GM集落數(shù)還有增加的趨勢(shì),與對(duì)照組相比,分別增加了 12.3%(p0.05)、10.7%(p0.05)和21.7%(p0.01),這與小鼠骨髓c-Kit免疫組化染色顯示的結(jié)果基本一致。各染毒組IL-3生成量以及CFU-GM細(xì)胞ROS水平、DPC含量、凋亡程度、IL-3Rα和GM-CSFRα表達(dá)量與對(duì)照組相比都無(wú)顯著差異,BFU-E細(xì)胞DPC和凋亡水平也與對(duì)照組持平。但FA組和BZ+FA組GM-CSF生成量比對(duì)照組低(p0.05),各染毒組BFU-E細(xì)胞內(nèi)ROS處于較高水平(與對(duì)照組相比,p0.05,pp0.01),其中BZ+FA組最高(與BZ組相比,p0.05)。各染毒組EPOR的表達(dá)量依舊下調(diào)(與對(duì)照組相比,p0.05,p0.01)。綜上所述,甲醛的造血毒性是明顯的,可使骨髓和脾臟發(fā)生病變、造成氧化應(yīng)激、下調(diào)髓系祖細(xì)胞GM-CSFRα和EPOR的表達(dá)量,從而減少CFU-GM、BFU-E集落數(shù)和骨髓有核細(xì)胞數(shù),但未引起外周血CBC的顯著減少。在白血病致病原苯存在的情況下,甲醛可加劇苯導(dǎo)致的造血毒性,不僅使骨髓和和脾臟發(fā)生嚴(yán)重的病變、氧化損傷、DNA損傷以及細(xì)胞凋亡,急劇降低IL-3和GM-CSF的生成量,下調(diào)GM-CSFRα和EPOR的表達(dá)量,從而造成CFU-GM、BFU-E集落數(shù)和骨髓有核細(xì)胞數(shù)的大幅減少,同時(shí)還導(dǎo)致外周血各類白細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白含量極顯著降低。說(shuō)明甲醛與苯對(duì)小鼠的造血毒性具有協(xié)同作用,甲醛可促進(jìn)造血毒性的發(fā)生。染毒的小鼠經(jīng)過(guò)1周的恢復(fù)期后,雖然造血功能得到很大程度的恢復(fù),但甲醛似乎仍顯示出一定的造血毒性風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)論是在有無(wú)苯的條件下,甲醛均顯著降低小鼠GM-CSF的生成量和EPOR的表達(dá)量,然而髓系祖細(xì)胞集落形成數(shù)并未減少,特別是苯與甲醛聯(lián)合作用時(shí)CFU-GM集落還顯著增加。說(shuō)明此時(shí)的髓系祖細(xì)胞已能響應(yīng)微量的集落刺激因子進(jìn)行快速增殖,這可能意味著正常造血干/祖細(xì)胞有向白血病干/祖細(xì)胞轉(zhuǎn)變的風(fēng)險(xiǎn)。因此,甲醛潛在的造血毒性不容忽視。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R114

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