Abstract
六價鉻化物 (Cr(VI)) 是一個肺臟的致癌物質, 他會經由陰離子通道進入細胞, 經由細胞內的還原作用, 產生中間過渡物五價鉻化物 (Cr(V))、四價鉻化物 (Cr(IV))、自由基 (free radical) 以及最終產物三價鉻化物(Cr(III)), 藉由攻擊 DNA 引起基因毒性,目前的研究對於 Cr(VI) 的分子致突變機制仍不清楚。本論文以穿梭質體系統 (shuttle vector), 研究 Cr(VI) 和維生素 C (AsA)共同處理質體 DNA, 經人類胚胎腎臟細胞株 (human embryonic kidney cell line 293; H293) 複製, 在將此質體 DNA 抽取純化後轉入 transformation) 指示型大腸桿菌 (indicatorE.coli), 分析質體之 supF 基因的突變性, 發現等莫耳濃度之 AsA 與Cr(VI) 共同處理 DNA 會誘發最明顯的 supF 基因突變頻率, 且突變頻率隨著 AsA與 Cr(VI) 兩者劑量增加而呈線性的上升, 當兩者劑量為 200μM時所誘發的突變頻率為控制組的 8.8 倍; 而由質體 DNA 的相對轉殖能力卻隨著 AsA 與 Cr(VI) 兩者劑量增加而呈線性的下降。分析這些突變株之核酸序列顯示, 誘發的突變包括鹼基取代 (base substitutions)(45/54)、鹼基缺失 (deletions) (8/54) 以及鹼基插入 (insertions)(1/54), 所誘發的鹼基取代有 94 % 發生在 G • C 配對上, G • C 突變成 T • A 占全部鹼基取代的 66 %。此 AsA/Cr(VI) 誘發之突變專一性與 Cr(III) (CrCl3 • 6H2O) 在同一穿梭質體系統誘發之突變圖譜不同。因而推測 Cr(III) 可能不是 AsA/Cr(VI) 造成突變之主因。此外,自由基清除劑 (scavengers) 甘露醇 (D-mannitol) 會抑制 AsA/Cr(VI) 所誘發之 supF 基因突變頻率, 使之降到約控制組的突變頻率。 根據氫氧自由基 ( • OH) 造成的核酸鍵結物 8-hydroxydeoxyguanine 會造成 G • C 突變成 T • A 之突變推測• OH 可能是 AsA/Cr(VI) 誘發突變之主因。 電子順磁共振光譜儀 (electron paramagneticresonance spectrometer; EPR) 之分析發現加入 D-mannitol 於等莫耳濃度 AsA 與 Cr(VI) 反應中, 比不加入 D-mannitol 測得之 Cr(V) 訊號強度顯著增加約 125倍, D-mannitol 可能可以捕捉 Cr(V) 並與 Cr(V) 形成複合物, 因而降低 Cr(V) 進行 Fenton 反應, 同時 D-mannitol也可清除氧化自由基 •OH 因而降低 DNA 的突變頻率。