硫酸二甲酯通过氧化应激-线粒体凋亡通路诱导人支气管上皮细胞急性损伤的机制研究

摘要

目的 探讨硫酸二甲酯(DMS)对人支气管上皮细胞(BEAS-2B)的急性损伤作用及其潜在机制。方法 采用DMS处理BEAS-2B细胞，建立急性肺损伤(ALI)体外模型。通过CCK-8法检测不同浓度及时间点DMS暴露后的细胞活力；利用光学显微镜观察细胞形态变化；采用Annexin V/PI双染法检测细胞凋亡率。通过相应试剂盒检测线粒体膜电位变化、脂质过氧化物丙二醛(MDA)含量、细胞内总活性氧(ROS)与线粒体活性氧(mtROS)水平、还原型谷胱甘肽(GSH)与氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量，以及总超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性。结果 与对照组相比，DMS处理组细胞相对活力显著下降(P<0.01),且随染毒时间延长和浓度增加呈进行性降低(P<0.01)。细胞凋亡率显著升高(P<0.01);线粒体跨膜电位明显降低(P<0.01)。染毒初期细胞内MDA含量上升但差异无统计学意义，后期则迅速升高(P<0.01),呈现明显的时间-剂量依赖效应。细胞内总ROS与mtROS水平均显著上升(P<0.01)。染毒初期GSH含量显著升高而GSSG上升缓慢；随暴露时间延长，GSH含量迅速下降，同时GSSG含量急剧上升(P<0.01)。低浓度DMS暴露下，总SOD活性随时间延长而升高，高浓度时其活性受到抑制；CAT活性的变化趋势则与总SOD相反(P<0.01)。结论成功建立了DMS诱导BEAS-2B细胞急性损伤的体外模型，该模型可用于模拟人体短时大剂量吸入DMS所致ALI的病理过程。DMS急性暴露可显著降低细胞活力并引发严重细胞凋亡，其机制可能与线粒体膜电位紊乱、大量ROS生成、细胞内氧化还原平衡破坏及严重氧化损伤有关，最终导致细胞凋亡与活力丧失。

关键词

硫酸二甲酯 / 活性氧 / 线粒体 / 氧化应激 / 超氧化物歧化酶 / 过氧化氢酶 / 谷胱甘肽 / 丙二醛

基金资助

陕西省重点研发计划项目(2023-YBSF-297)