随着水华污染的全球流行,人群暴露藻毒素的机会大大增高,对藻毒素的研究也受到越来越多的关注。微囊藻毒素(microcystin, MC)是由水体中的蓝藻产生的具有生物活性的单环7肽化合物,目前已发现了90余种MC的异构体。大量研究显示长期饮用低浓度MC污染的水与原发性肝癌、大肠癌和胃肠道肿瘤等肿瘤的高发率有关。MC生物毒性作用的靶器官为肝脏。已有的实验研究提示,MC的毒性效应表现为剂量上的双效性,即高剂量的MC能引起细胞程序性死亡或凋亡,而低剂量的MC则具有促进细胞增殖以及肿瘤形成的效应。由于MC对人群的危害更多地集中于通过饮水或饮食长期低剂量的暴露,且越来越多的流行病学资料显示其与肿瘤发生的相关性,因此,MC的慢性毒性尤其是潜在的致癌性成为研究的热点之一。多数动物实验研究显示,MC是肿瘤发生的促长剂而非引发剂,而失控的细胞增殖是在肿瘤形成过程中至关重要。因此,研究MC的促细胞增殖效应对于阐明MC的促癌作用机制具有重要意义。课题组前期研究发现1×10-5～1×10-6mol/L的MC-LR可引起细胞凋亡的发生；而1×10-9～1×10-12mol/L的MC-LR则具有促细胞增殖的现象,表现为细胞活率增加、细胞周期中S期细胞比例增加,DNA合成速率增加。基于此,本课题继续采用原代大鼠肝脏细胞为研究模型,深入对低剂量MC-LR的促细胞增殖效应进行研究,在更早更多的时间点观察MC促细胞增殖效应及可能的分子机制,从细胞生物学与分子生物学的角度探讨MC低剂量暴露下原代大鼠肝细胞细胞周期及周期调控蛋白的变化,分析与细胞增殖密切相关的MAPK信号通路改变,为阐明MC与肝癌高发之间的关系提供实验基础和理论依据。研究发现以1×10-9～1×10-12mol/L的MC-LR染毒原代大鼠肝细胞可引起细胞增殖效应,细胞增殖效应在染毒12h即能被观察到且在1×10-11mol/L组增殖效应明显,表现为细胞活率增加、细胞周期中S期细胞比例增加。进一步研究发现,细胞周期相关蛋白cyclin D1、cyclin E mRNA及蛋白水平在MC-LR染毒后(3h-6h)可观察到有增高表现,cyclin A在染毒后(6h-12h) mRNA及蛋白水平增高。MAPK家族的P44/42、JNKl/2、P38的磷酸化活性在MC-LR染毒后(3h-6h)可观察到有增高表现,MAPK下游转录因子AP-1亚基c-fos在mRNA、蛋白及其磷酸化状态三个层面活性均在MC-LR染毒后(3h-6h)观察到增高表现。c-fos蛋白及磷酸化状态高水平持续至12h,c-fos mRNA水平在12h呈下降趋势,24h c-fos各指标回复对照组水平。c-jun三个层面高表达的效应持续存在于染毒后3h-24h。各分子效应最明显在1×10-10或1×10-11mol/L剂量组,与细胞增殖效应在剂量组上重合,早于细胞增殖现象且在作用时间上相互呼应。实验结果提示细胞周期蛋白cyclin的高表达、MAPK家族蛋白磷酸化活性的增高、AP-1活性增强可能与MC-LR的促细胞增殖效应相关。