Flt3基因在苯造血毒性中的作用及其机制

【作者】 许锴； 纪双斌； 余林玲； 濮韵秋； 孙蓉丽； 张娟； 尹立红； 浦跃朴；

【机构】 环境医学工程教育部重点实验室东南大学公共卫生学院；

【摘要】 苯是一种重要工业溶剂和常见环境污染物。持续苯暴露会引起慢性苯中毒,导致骨髓抑制,表现为全血细胞减少症、贫血、再生障碍性贫血和白血病等。Flt3是主要表达于未成熟造血细胞表面的一类酪氨酸激酶受体,对干细胞的增殖、分化以及免疫系统的正常发育具有重要的意义。目的研究Flt3基因在苯造血毒性中的作用及机制,探讨其作为苯暴露工人生物标志的可能性。方法构建苯暴露和苯中毒小鼠模型,检测苯暴露及苯中毒小鼠骨髓造血细胞比例的变化及骨髓细胞和干细胞Flt3基因的表达。同时在苯暴露人群外周血白细胞中验证Flt3基因的表达情况。构建Flt3高表达细胞株（Flt3-OE）及其对照（NC-OE）和Flt3低表达细胞株（Flt3-Si）及其对照（NC-Si）,分别用0、10和20μmol·L^-1的1,4-苯醌处理4种细胞,并测定4种细胞的增殖、凋亡和周期的变化情况。结果与对照组人群相比,苯暴露人群外周血白细胞中Flt3基因表达显著降低（P<0.05）。与对照组小鼠相比,苯染毒组小鼠外周血白细胞计数、骨髓造血干细胞比例随着染毒剂量增加而降低,150 mg·kg^-1体重染毒组小鼠中差异有显著性（P<0.001）,提示苯中毒小鼠模型构建成功。随着染毒剂量和时间的增加,苯暴露组小鼠骨髓细胞及骨髓造血干细胞中Flt3基因表达降低,苯中毒组小鼠骨髓细胞及骨髓造血干细胞中Flt3基因表达显著降低（P<0.01;P<0.05）。构建Flt3高表达和低表达细胞株,20μmol·L^-1的1,4-苯醌染毒24小时后,四种细胞的相对增殖率均显著降低（P<0.001）,Flt3-OE组细胞的相对增殖率显著高于NC-OE组细胞（P<0.001）,Flt3-Si组细胞的相对增殖率显著低于NC-Si组细胞（P<0.01）。1,4-苯醌染毒24小时后,随着染毒剂量增加,四种细胞的凋亡率也随之增加,与对照组相比,四种细胞20μmol·L^-1染毒组的凋亡率显著升高（P<0.001）。Flt3-OE组细胞的早凋率、晚凋率及总凋亡率在0μmol·L^-1、10μmol·L^-1和20μmol·L^-1组均显著低于NC-OE组细胞（P<0.05）,Flt3-Si细胞的早凋率、晚凋率和总凋亡率在0μM组显著高于NC-Si组细胞（P<0.05）,在20μmol·L^-1染毒组,Flt3-Si细胞总凋亡率显著高于NC-Si组细胞（P<0.05）。20μmol·L^-1的1,4-苯醌染毒24小时后,NC-Si、NC-OE和Flt3-OE组的G0/G1期细胞比例显著增加（P<0.05,P<0.01,P<0.05）,Flt3-Si组的G2/M期细胞比例显著减少（P<0.01）,Flt3-Si组的S期细胞比例显著增加（P<0.001,）,NC-OE和Flt3-OE组的S期细胞比例显著减少（P<0.05,P<0.01）。在20μmol·L^-1的1,4-苯醌染毒组,NC-Si与Flt3-Si在G2/M期和S期细胞比例上有显著差异。结论苯暴露会抑制职业人群外周血白细胞Flt3基因表达降低,苯暴露和苯中毒引起小鼠骨髓造血干细胞和外周血白细胞数量减少,抑制小鼠骨髓细胞及造血干细胞Flt3基因的表达。Flt3高表达能显著降低1,4-苯醌的毒性,Flt3低表达会加重1,4-苯醌诱导的细胞凋亡和周期阻滞,提示Flt3可能参与苯的造血毒性机制,其可能作为苯暴露职业人群的潜在生物标志。更多还原