Abstract
本論文著重探討三價鉻離子造成的核酸損傷與突變之分子機制，以闡明這個由六價鉻在細胞內還原而產生之最主要、穩定形式之鉻在癌化過程的重要性。利用電泳膠、 Southern 氏點墨分析及聚合酵素合成終止法，發現三價鉻和核酸結合，會因周圍環境之變化而改變。例如在鉻與核酸鍵結量相當的情況下，三價鉻在磷酸鹽緩衝液 (KP)中不易影響核酸在電泳膠之泳動，也不會造成核酸雙股連結；而在 Tris-EDTA 緩衝液 (TE1/50) 中，三價鉻明顯地阻緩核酸在電泳膠之泳動、易形成主要在G鹼基位置之核酸雙股連結，並且使核酸與核酸糾結成團。此 外，三價鉻產生之不同形式的核酸結合可經透析置換他種緩衝液而改變。將穿梭質體與三價鉻作用後，經轉殖入人類細胞中複製，再利用指示型大腸桿菌分析複製過含supF 基因之質體的突變頻率與分子突變圖譜，發現三價鉻主要誘發 G:C鹼基對取代突變以及核酸小片段缺失。三價鉻雖然在 KP 及 TE1/50 緩衝液中形成不同之核酸損傷物，經人類細胞複製而產生之分子突變圖譜卻相似。G:C 鹼基對取代突變發生的高頻率區與聚合酵素合成終止的高頻率區截然不同。此外，在 H2O2 的存在下三價鉻比六價鉻更易產生核酸斷裂與 8- OHdG 核酸鍵結物。自由基清除劑與金屬螯合劑顯著的抑制 Cr(III)/ H2O2 誘發之核酸斷裂與 8-OHdG。再者，利用電子順磁共振光譜儀 (EPR) 偵測出 Cr(III)/ H2O2 反應中有單線態氧與氫氧自由基產生。維生素C 可降低此反應產生的核酸斷裂與氫氧自由基。由 EPR 得知在Cr(III)/ H2O2/ 維生素 C 下，有五價鉻複合物產生，故推測 Cr(III)/H2O2 以 Fenton-like 反應：Cr(III) + H2O2 → Cr(IV) + .OH + OH-產生自由基傷害核酸。由本論文之研究推測三價鉻形成之核酸鍵結物的形式受周圍環境影響，且經轉殖入細胞後這些核酸鍵結物會與細胞內環境達成平衡而形成一定的比例，經複製後核酸雙股連結可能誘發核酸片段缺失，而三價鉻與 guanine 結合物及 8-OHdG 之類的氧化自基產物可能誘發G:C 鹼基對取代突變。