粪臭素毒性机理研究
李凤 西南大学
不同物种对粪臭素的敏感性不同既成为人们研究粪臭素毒性机理的动力也成为研究的途径。通常人们通过比较不同动物代谢粪臭素的产物种类、组织蛋白或DNA和粪臭素代谢产物的共价结合情况、与粪臭素生物活化有关因子的活性和水平对粪臭素在不同动物体内的毒性机理进行研究和比较，也有的进行组织切片观察。
毒性物质的亲电子代谢产物和器官或者组织蛋白质的共价结合常用于评价和估计器官或者组织对此化合的物敏感性。因此有许多关于粪臭素敏感和不敏感物种不同部位的组织蛋白或者DNA和粪臭素(或代谢产物)结合对比的研究。 MHanafy等经静脉注射给予小牛放射性标记的粪臭素，并测定粪臭素(或代谢产物)和不同组织蛋白的结合情况网， MNocerini等研究了山羊给予粪臭素后谷肤甘肤的状态、粪臭素代谢产物和肺损伤间的联系。
兽医的研究表明粪臭素或其代谢产物和肺组织蛋白的结合比其他组织多，这或许是肺部组织对粪臭素更加敏感的原因。为了进一步了解粪臭素(代谢产物)与组织蛋白结合和毒性敏感性的关系， MNocerini研究了羊、马、猴、大鼠和小鼠的肝脏和肺微粒与放射性标记粪臭素和谷肤甘肤共孵后结合的情况，结果发现物种不同器官结合情况不相同，虽然粪臭素对肺的毒性比肝脏大，但小鼠和大鼠肝脏结合的粪臭素比肺多。
大鼠腹腔注射粪臭素后的测定结果显示肝脏结合的粪臭素是肺的4倍[网。对粪臭素敏感的反当动物如牛、羊等肺结合能力更强，与粪臭素的肺毒性一致，但是对粪臭素不敏感的哺乳动物肝脏结合能力更强和粪臭素对肺的毒性更大不吻合。
Janiee的研究发现含正常表达CYPIAI的细胞微粒体孵育体系中粪臭素代谢产物和蛋白质结合物的量比超量表达CYPIAI的体系少，含表达兔CYP4BI细胞微粒体的体系比含表达人CYP4BI的体系产生更多的代谢产物一蛋白质结合物，也因此推测粪臭素的毒性可能是因为代谢产物和肺部的关键蛋白的结合。还有研究发现粪臭素活性中间产物与人肝脏和肺的微粒体蛋白结合情况完全不同，肺部结合仅为肝脏结合量的4%，并通过SDS一PAGE、HPLC、放射自显影和放射色谱法等方法发现一种分子量为57幼a的蛋白质是活性产物结合的靶蛋白。
随着分子生物学技术的广泛使用，通过粪臭素(或代谢产物)对DNA或细胞的作用来研究粪臭素的毒性作用。MvReddy等人分别研究了粪臭素和小牛胸腺、鼠肝脏细胞和中国仓鼠细胞DNA孵育后的DNA加合物生成、DNA断裂、DNA突变、DNA合成和染色体异常等进行了研究。结果表明粪臭素可以和各实验细胞生成DNA加合物，在中国仓鼠中还能导致染色体异常和抑制DNA合成，但是并没有发现DNA加合物形成和最终毒性结果之间的相关性，可能的原因有加合物检测方法的灵敏度太高或者DNA加合物的生成并不意味着畸变的发生。
wiliiam等的研究发现10 mol/L的粪臭素能导致支气管上皮细胞(BEAs一ZB)凋亡，并且随着浓度的升高，凋亡加剧。通过彗星实验(eomet^ssay)研究了酬噪对DNA的损伤作用。的粪臭素能导致普通人支气管上皮细胞(NHBE)的DNA损伤，并且损伤在4h时达到高峰，24h后恢复到处理前的水平，结果表明粪臭素很可能是一种致畸变和致癌的物质。Jweems也用彗星实验分析了粪臭素对DNA的损伤并且分析了损伤和cYPIAI和CYPZFI之间的关系，粪臭素的代谢产物能诱导CYPIAI和CYPZFI，并增加粪臭素的活化和致毒作用。
鼠肝脏能大量结合粪臭素(或代谢产物)但是肝脏并不被严重损伤，分析认为可能是亲电子产物和肝脏中没有重要功能的蛋白质结合了或者是共价结合并不意味着组织损伤。肝脏具有高的谷肤甘肤(GSH)水平因此开展了不少关于谷肤甘肤水平和毒性关系的研究。MNocerini研究表明改变肺中GsH水平能增大或者减小粪臭素对肺的伤害。 GYost通过丁硫氨酸亚矾胺(BSO)处理选择性降低鼠肝脏GSH水平，结果观察到严重的肾脏损伤并未发现明显的肝脏和肺部损伤，并且发现肾结合粪臭素(或代谢产物)的量增加，这说明GsH能调节粪臭素的器官毒性并且也说明共价结合和器官毒性间存在联系，但是肝脏在GSH降低的情况下仍然对粪臭素不敏感尚不能得到合理的解释。早期的研究主要是以动物作为研究对象，随着分子生物学技术的应用逐渐以细胞作为研究对象，这样实验的平行性、重现性更好，不同研究者研究结果具有可比较性。研究的方法从组织切片到蛋白质结合再到DNA和细胞损伤，研究不但要考察毒性的表观结果，也要探索毒性产生的分子生物学机理。
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