氮氧自由基对铁过载致A549细胞过氧化的保护作用

【作者】 何少敏； 雷宇华； 王淑萍； 耿丽娜；

【机构】 河北师范大学化学与材料科学学院； 河北医科大学基础医学院；

【摘要】 铁作为空气污染中的主要致癌物之一,可通过Fenton反应产生羟自由基(·OH),诱导氧化应激进而引发DNA损伤和细胞凋亡,最终导致呼吸系统疾病及癌症的发生。氮氧自由基是一类含有自旋单电子的稳定化合物,具有强大的清除体内有害自由基的能力。相关研究发现,很少剂量的氮氧自由基就可以发挥有效的抗氧化作用。本文合成了2,4-二甲氧基苯取代的氮氧自由基(NITR),选用铁过载致A549细胞氧化损伤为模型,研究NITR对细胞氧化损伤的保护作用。实验中将培养的细胞分为四组:①正常对照组:用不含血清的基本培养基培养细胞,以便与加药组作对照;②柠檬酸铁铵(FAC)组:含有100μM的FAC培养基培养A549细胞,使其铁过载造成细胞氧化损伤;③NITR组:含有0.25μM的NITR培养基培养细胞,研究NITR加入培养基后是否增强细胞活力;④FAC+NITR组:A549细胞中加入含有0.25μM的NITR和100μM的FAC培养基培养,研究NITR是否可以减缓FAC对细胞的损伤。采用MTT、DIPA染色、荧光显微镜观察、流式细胞技术及Western Blot等技术,检测细胞活力、细胞形态、细胞内氧化还原水平、细胞周期分布、细胞凋亡率及凋亡蛋白的变化。研究结果表明加入氮氧自由基后:①NITR减轻了FAC对A549细胞的损伤,A549细胞活力增强;②细胞内氧化还原水平指标SOD增强,MDA含量下降,GSH含量明显上升,说明NITR有效减少了FAC对A549细胞的氧化损伤,增强了细胞的抗氧化能力;③用流式细胞仪检测A549细胞周期和凋亡,发现NITR能有效缓解FAC对A549细胞产生的G2期阻滞现象,减少细胞的凋亡;④Western blot结果显示,A549细胞中蛋白Bax和DDIT-3的表达下降,bcl-2蛋白的表达上升。系列实验表明,氮氧自由基可以有效地减弱铁过载A549细胞的氧化损伤,氮氧自由基在线粒体途径和内质网应激两个细胞凋亡信号途径参与了保护作用。该结果为氮氧自由基作为一种高效、低毒、少量的新型抗癌药物及临床研究提供了初步的理论和实验依据更多还原