本文關(guān)鍵詞： 二乙烯砜 芥子氣 谷胱甘肽 DNA加合物 HaCaT細胞 SD大鼠　出處：《中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：芥子氣(英文全稱Sulfur mustard簡稱SM)即二氯二乙基硫醚,是一種典型的糜爛性化學(xué)戰(zhàn)劑,被禁止化學(xué)武器組織(OPCW)嚴格控制和禁用。由于其制備簡單,使用門檻低,難防難治,極易用于戰(zhàn)爭、恐怖襲擊等,對人民的健康安全造成了極大地威脅。SM暴露生物體后,具有廣泛的毒性,中毒損傷機制復(fù)雜,其具體的毒理作用機制至今還未闡明。目前普遍認為DNA烷基化損傷及斷裂是其生物毒性最直接、最重要的始發(fā)機制。因此,DNA加合物成為SM中毒后最重要的內(nèi)暴露指標,是國內(nèi)外研究SM中毒后體內(nèi)損傷機制的熱點。課題組前期研究結(jié)果表明,SM暴露后在體內(nèi)迅速發(fā)生氧化反應(yīng),其中大部分(約90%)轉(zhuǎn)化為芥子亞砜(SMO),SMO會逐步氧化成芥子砜(SMO2),SMO2可進一步轉(zhuǎn)化為的二乙烯砜(DVS)。已有報道,DVS屬劇毒分子,其毒性高于SM,并且具有類SM的糜爛性和高反應(yīng)活性。但目前圍繞其開展的毒理研究工作較少,有關(guān)DVS的DNA損傷效應(yīng)研究更是尚未見有文獻報道。本文以SM的重要氧化代謝產(chǎn)物DVS為研究對象,詳細研究其與體內(nèi)重要活性分子,包括谷胱甘肽(GSH)、嘌呤、核苷和DNA等形成加合物的特性和能力,闡述DVS對機體造成氧化損傷和基因損傷的分子基礎(chǔ),進而揭示其對SM系列損傷效應(yīng)的貢獻,回答SM代謝產(chǎn)物是否具有二次損傷效應(yīng)的疑問,為溯源芥子氣中毒和開展醫(yī)學(xué)干預(yù)提供新思路。主要研究內(nèi)容如下:首先設(shè)計和優(yōu)化合成路線,制備系列新加合物;進而采用HPLC-MS/MS、NMR等技術(shù)對其結(jié)構(gòu)進行了鑒定,在此基礎(chǔ)上建立有效的LC-MS/MS方法,詳細考察DVS及其二相代謝產(chǎn)物形成的DNA加合物在動物體內(nèi)各組織的分布情況及時效關(guān)系,為更準確闡述SM中毒損傷機制提供重要理論依據(jù)。具體分為五章:第一章為前言。詳細介紹了SM的相關(guān)理化性質(zhì)及其在體內(nèi)包括氧化水解途徑、結(jié)合途徑在內(nèi)的多種代謝途徑。重點闡述了SM在體內(nèi)的氧化代謝途徑及重要代謝產(chǎn)物DVS的來源及其毒性和損傷機制,明確DVS的毒性高于SM且能誘導(dǎo)產(chǎn)生基因毒性,圍繞DVS提出研究目標和研究內(nèi)容。第二章是參考品制備和鑒定。以SM為起始原料,經(jīng)過兩次“串聯(lián)氧化”反應(yīng)和一步“脫氯”反應(yīng),方便高效的獲得了DVS。在此基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化反應(yīng)底物,簡化分離純化條件,首次制備了5種新的DVS-嘌呤加合物和2種GSH-DVS-嘌呤加合物。并采用HPLC-MS/MS、NMR、HPLC、GC-MS等技術(shù)對加合物進行結(jié)構(gòu)確證及純度分析。第三章為體外DVS反應(yīng)特性考察及DVS-DNA加合物檢測方法建立。在體外溶液中重點考察了DVS與嘌呤堿基(腺嘌呤、鳥嘌呤)、脫氧核苷(腺苷、鳥苷)、DNA在近生理條件下形成加合物的特性及機理,進而建立有效的DVS-DNA加合物的LC-MS/MS檢測方法,完成染毒HaCa T細胞內(nèi)的DNA加合物的檢測。檢測結(jié)果顯示,水體系中DVS能與DNA形成五種加合物,具體是N3-HESVA,N7-HESVG,N3-AHESEHG-N7,N7-GHESEHG-N7,N3-AHESEHA-N3。而染毒細胞內(nèi)僅檢測到四種DNA加合物并非五種,未檢測到N3-AHESEHA-N3,從而確證了DVS對DNA存在損傷效應(yīng)。第四章是DVS染毒動物體內(nèi)DVS-DNA加合物的確證及組織分布研究。建立了DVS靜脈染毒SD大鼠模型,在暴露后不同時間點采集重點臟器組織,如肝、脾、肺、腎、腦等,定量檢測DVS-DNA加合物的含量分布,考察DVS損傷水平及毒性特點。結(jié)果表明,染毒動物實驗結(jié)果與細胞實驗一致,僅檢測到四種DNA加合物。相比于SM,DVS形成加合物的種類和豐度存在顯著差異,對臟器的持續(xù)損傷能力更強,部分DNA加合物可在體內(nèi)存在數(shù)天,組織分布不顯著。第五章進一步研究了DVS二相代謝產(chǎn)物DVS-GSH與DNA加合反應(yīng)特性。重點考察了DVS與GSH、DVS-GSH與DNA在近生理條件下體外的反應(yīng)加合情況,結(jié)果表明在水溶液中DVS與GSH的反應(yīng)活性顯著高于SM,且生成的DVS-GSH單加合物也具有較高的反應(yīng)活性,可與DNA的腺嘌呤和鳥嘌呤生成系列新的加合物(GSH-DVS-Ade、GSH-DVS-Gua),且前者加合物的豐度比高于后者,因此DVS的二相代謝產(chǎn)物DVS-GSH對DNA的損傷效應(yīng)也值得關(guān)注。綜上所述,本論文完成SM氧化代謝物DVS系列DNA加合物參考品的制備,建立了DVS-DNA加合物的LC-MS/MS方法,完成染毒細胞內(nèi)DVS-DNA加合物的鑒定及染毒動物體內(nèi)DVS-DNA加合物的組織分布研究,并初步探討了DVS的二相代謝產(chǎn)物(DVS-GSH)對DNA的損傷效應(yīng)。
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【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R82

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號：1489540