硒和/或褪黑素对瑞士白化病小鼠染色体畸变的保护作用外文翻译资料

 2022-03-30 21:38:03

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硒和/或褪黑素对瑞士白化病小鼠染色体畸变的保护作用

穆斯塔法·穆斯塔法Al-Attar1 贾马尔·索菲2

摘要

本研究的目的是研究硒和褪黑素对褪黑素的保护作用(0.2 mg/kg b.wt /day)，以及在口服氯化镉(1mg/kg b.wt)的基因毒性作用下，每星期服用5周的剂量，对雄性白化小鼠进行5周(每周5天)饲养。35只雄性白化小鼠被分成7组，每组有5只老鼠。本研究以骨髓细胞染色体研究为指标。研究发现，与对照组相比，氯化镉的应用通常会产生更多的染色体畸变，如间隙、断裂、环、双着丝粒、中心融合、端到端结合、非整倍体和多倍体等。抗氧剂(硒、褪黑素)及其组合可减少染色体畸变，最终得出结论：硒和褪黑素可作为抗氯化镉致裂作用的抗遗传毒性药物。

关键词 染色体畸变；氯化镉；硒

介绍

重金属是不明确的元素子集中的一员，这些元素具有金属性质，主要包括过渡金属、一些金属化合物、镧系化合物和放射性化合物。重金属的原子量和密度比水大得多(至少5倍)。有20多种重金属，但铅(Pb)、镉(Cd)和无机砷(AS)特别令人关切(Flora，2009年)。人类在生命的不同阶段暴露于各种类型的环境污染物，其中大多数是有害的。镉(Cd)被认为是毒性最大的重金属之一(Verma等人，2009年)，它是散布在整个环境中的非必需重金属(Theacute;Venod，2003年)。因此，镉中毒的症状可能在接触后几年出现(Kualczyk等人，2003年)。镉是元素周期表中的第48种元素和第12组的成员。镉最常见的氧化数为2。全世界每年生产约13，000吨镉，主要是通过工业中的职业工人与镉直接接触，例如镍-镉电池颜料、金属涂层、合金(Shimada等人，2008年)、磷肥(Grant，2011年)，以及间接地，人类不自觉地接触到镉，如食物、水和香烟烟雾，导致从环境中通过肺和肠道途径吸收镉(Waisberg等人，2003年)。细胞遗传学标记，如在体内的啮齿动物染色体畸变(Cas)，涉及遗传物质的严重改变，已被认为是一种检测重金属和有毒化学品引起的遗传毒性影响的敏感终点(Topashka-Ancheva等人，2003年；Sarker等人，1993年)。硒作为一种对动物和人类具有根本重要性的微量元素，作为一种癌症化学预防剂，是从包括谷类、粮食产品、蔬菜、海鲜、肉类和坚果在内的饮食来源中获得的(Tapiero等人，2003年)。硒(Se)化合物被认为是“Janus化合物”，即具有双面的产品，因为它们的对比行为取决于所使用的浓度。低浓度的硒可能具有抗癌作用，而在高浓度则可能是一种遗传毒性和致癌剂(Biswas等人，1999年)。褪黑素(N-乙酰基-5-甲氧基色胺)是由氨基酸色氨酸产生的松果体激素，在体外和体内研究中已知是一种化学预防和抗癌剂(Mirunalini等人，2010年)。褪黑素通过调节氧化过程，从而减少DNA损伤，从而调节遗传毒性物质引起的染色体损伤(染色体畸变和姐妹染色单体交换)。褪黑素能够减少H2O2引起的染色体畸变(Salvia等人，1999年)。本工作的主要目的是研究硒和褪黑素对雄性白化小鼠口服氯化镉的遗传毒性作用。

材料和方法：

实验小鼠：

成年雄性实验小鼠BALB/C(8~10周龄)，体重(25~30)gm，饲养于伊拉克库尔德斯坦地区苏莱马尼大学科学与教育科学系动物室/生物系，室温(22plusmn;2)℃。并在12：12的光暗循环中保持恒定的环境条件。我们准备了一种标准的饮食来喂养老鼠。

氯化镉：

氯化镉(CdCl 2)来自苏莱马尼大学/伊拉克库尔德斯坦地区医学院，用2ml双蒸馏水(Abdel-Moneim和Ghafeer.，2007年)溶解1mg CdCl 2/制得氯化镉，并给予1mg CdCl 2/kg B.W。(Singh等人，2007年)通过给实验动物注射器。

褪黑素和硒：

褪黑素和硒是从Daik制药公司(美国公司)购买的，试验动物口服褪黑素2.5mg/kg(Hafez，2009年)和0.2mg/kg B.W.硒(Mohammadi等人，2008年)给实验动物灌胃。

动物治疗：

本研究将35只雄性小鼠随机分为7组(每组5只)，每周灌胃5天，灌胃5周。

第一组：

小鼠用蒸馏水处理；

第二组：小鼠用氯化镉(1mg/kg B.W)治疗；

第三组：小鼠用2.5mg/kg B.B.W.褪黑素组；

第四组：小鼠用0.2mg/kg B.B.W硒染毒；

第五组：小鼠预先注射2.5mg/kg褪黑素和1mg/kg B.W氯化镉，间隔1小时；

第六组：小鼠给予0.2mg/kg硒和1mg/kgB.W氯化镉，间隔1h；

第七组：每组分别给予2.5mg/kgB.W褪黑素0.2mg/kg、1mg/kgB.W、1mg/kgB.W、0.5mg/kg、0.5mg/kg、0.2mg/kg、1mg/kgB.W。

染色体制备：

骨髓细胞染色体制备采用标准方法(Evans，1966)。

显微镜检查和计数

用光学显微镜(Motic)和物镜100 X对每只小鼠制备的染色体(100中期)进行显微镜检查，并用数码相机(三星10.2兆像素)拍摄。

统计分析

使用社会科学统计软件包(SPSSVersion16)进行阶乘实验统计分析，这是一个用于科学领域统计分析的计算机程序。

结果和讨论：

表(1)总结了褪黑素和硒对氯化镉致裂作用的影响，氯化镉染毒组的中期总异常率显著高于对照组(plt;0.05)，多数畸变为(着丝粒间隙、着丝粒断裂、环、无着丝粒片段、双着丝粒染色体和非整倍体)，但对其它畸变(如染色单体断裂)无显着性影(plt;0.05)。中心融合、多倍体、端到端结合、染色单体断裂与片段)图(1)，着丝点间(7.400plusmn;2.135)和着丝粒断裂(7.400plusmn;2.638)的异常类型值最高，多倍体和染色单体断裂带片段的值最低(0.200plusmn;0.200)，本研究采用氯化镉治疗BALB/c雄性白化小鼠骨髓的遗传毒性效应。

骨髓是对镉敏感性最高的器官，因为在暴露期间，骨髓是DNA损伤的最高诱因之一。由于这种金属干扰了参与DNA修复和复制的许多酶(Hartwig，1994，1995)，骨髓对氯化镉可能更敏感。目前的结果表明，与对照组相比，氯化镉显著增加了结构和数量上的染色体畸变，特别是总染色体畸变，大多数畸变中期为(着丝粒间隙、着丝粒断裂、环、无丝粒片段)。

双着丝粒染色体和非整聚体在接触氯化镉5周后(染色单体断裂、中心融合、多倍体、端到端结合和染色单体断裂)没有显着性差异，这些结果与(Singh等人，2007年)在他们的研究中报告的结果一致，即氯化镉治疗小鼠导致广泛的染色体畸变，表现为异倍体、断裂、间隙、着丝粒融合等。

亚着丝粒染色体和中着丝粒染色体的形成以及El-Refaiyamp;Eissa，2012年表明，氯化镉治疗大鼠显著增加了染色体畸变的频率，如：断裂、环。据报道，DNA双链断裂是引起各种类型染色体畸变的主要原因(Natarajan和OBE，1978)。此外，也有报道说镉可能与DNA直接相互作用，抑制DNA修复，抑制活性氧生成，干扰细胞对DNA损伤的反应。镉还能诱导细胞增殖，抑制肿瘤抑制蛋白p53等负性生长刺激。(菲利普等人，2006年；Hartwig，2010年)。提示镉可引起非整倍体，对有丝分裂纺锤体有毒害作用。有丝分裂纺锤体在细胞分裂过程中起着重要的作用微核（Beacute;rCESetal.，1993）。

已经证明p53活性的丧失导致非整倍性以及基因扩增，因为已知遗传毒性金属用于改变p53活性(利文斯通等，1992；RezNikoff等，1994；Rossman，2003)。

此外，镉可改变p53蛋白，且p53蛋白的表达受镉的显著抑制。镉参与了许多基因组过程的破坏，这些过程的机制正在逐渐被理解。DNA甲基化的变化可由导致表观遗传改变的镉诱导(Meacute;plan等，1999；Anetor，2012)。

与氯化镉组相比，单独处理褪黑激素和硒单独引起的总畸变中期和大多数畸变的显著下降(p＜0.05)是(着丝粒间隙、着丝粒断裂、环、无着丝粒片段、双着丝粒染色体、端到端结合和非整倍体)，当与镉组比较时，对一些像差（如染色单体断裂、中心融合、多倍体和染色单体断裂）的影响无显著影响（Pamp;lt;0.05）。与氯化镉组相比，与氯化镉组相比，与褪黑激素联合治疗显示总染色体畸变和（双着丝粒染色体和非整倍体）的总染色体畸变显著降低（P＜0．05），但对（着丝粒间隙、着丝粒断裂、环、着丝粒片段、染色单体断裂、中心融合、多倍体、端对端结合和染色单体断裂）无显著影响（P＜0．05）。

与氯化镉组相比，硒的共处理显著降低（P＜0．05）总染色体畸变（非整倍性），但对（着丝粒间隙、着丝粒断裂、环、心片、染色单体断裂等）无显著影响（P＜0．05）；双着丝粒的、中心的融合、多倍体、端到端结合和染色单体断裂(带片段)。与氯化镉组相比，与褪黑激素和硒的联合治疗显示总染色体畸变的显著降低(P＜0.05)，但对于某些像差(着丝粒间隙、环、着丝粒片段、染色单体断裂、双着丝粒、中心融合、多倍体、端对端结合和染色单体断裂，P＜0.05)无显著影响(P＜0.05)。

目前的研究表明，与氯化镉组相比，在5个处理褪黑激素和氯化镉的时间段内共处理褪黑激素和/或硒显著降低了总的异常中期和其它像差。目前的结果与(Musatov等人，1997)报道的结果一致，该结果报告褪黑激素抑制小鼠染色体畸变的形成；Hanafy，2007表明褪黑激素可以改善遗传损伤，降低遗传毒性剂诱导的结构和数值染色体畸变的频率。Kee等人，1997年报道说，硒用作抗裂源剂，通过防止氧化应激，从而减少遗传毒性金属诱导的染色体损伤的断裂和频率。桑托斯和高桥（2008年）证实，硒的化学保护机制可能与它的抗氧化性能以及干扰DNA修复途径的能力有关。

因此，硒在降低染色体畸变的频率、异常中期细胞的数量和抗肿瘤剂诱导的凋亡细胞的频率方面是有效的。

已知镉在体外和体内产生DNA损伤和脂质过氧化物以及硒提供对镉诱导的保护作用遗传毒性(Hurnaacute;等人，1997年)。硒有能力提高谷胱甘肽过氧化物酶的活性，以消除过氧化物自由基，从而对导致水生生物氧化DNA损伤和凋亡的化学物质的遗传毒性提供重大保护(Selvaraj.等人，2012年)。氯化镉通过诱导氧化应激诱导其遗传毒性，而褪黑素则通过氧和氮基自由基及相关非自由基产品的解毒来降低这一效应(Jahangir等人，2006年；Reiter等人，2007年，2010年)。在照射前一次给动物注射褪黑素可使总染色体畸变率从46%降至32%(Badr等人，1999年)。

褪黑素，一种已知的过氧亚硝酸盐清除剂。褪黑素耗竭显著增加过亚硝酸根的形成，增强DNA损伤，并导致线粒体呼吸减少(Cuzzocrea等人，1999年)。此外，褪黑素在清除羟自由基方面比谷胱甘肽更有效(Hardeland等人，1993年)。褪黑素对镉诱导细胞毒性的作用主要归因于其高亲脂性(Reiter，2000)。有充分的文件证明，亲脂剂在减少重金属的毒性影响和从各种器官系统中消除重金属方面非常有效(Flora等人，1997年；El-Sokkary等人；2005年)。褪黑素体积小，亲脂性强，容易穿过生物膜，从而到达细胞的各个部分。褪黑素也被证明是DNA的有效保护(Lopez-Burillo等人，2003年)。

图(1)：氯化镉(1000倍)诱发的结构和数值染色体畸变类型。

表(4.1)：(平均plusmn;SE)褪黑素和/或硒对氯化镉诱发雄性白化小鼠染色体畸变的保护作用。(Plt;0.05)。

注：每一栏中的类似字母指的是非显着性差异，而不同字母则表示它们之间的显着差异。

参考文献

[1] Abdel-Moneim, W. M., and H. H. Ghafeer (2007) 'The Potential Protective Effect of Natural Honey Against Cadmium-Induced Hepatotoxicity and Nephrotoxicity', Mansoura J. Forensic Med. Clin. Toxicol. XV (2):75-98.

[2] Anetor ,J. I. (2012) 'Rising Environmental Cadmium Levels in Developing Countries: Threat to Genome Stability and Health', J Environ Anal Toxicol.2:1-9.

[3] Badr ,F.M., O.H.M. El Habit, and M.M. Harraz (1999) 'Radioprotective Effect of Melatonin Assessed by Measuring Chromosomal Damage in Mitoti

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