Abstract
本論文以中國倉鼠卵巢細胞來研究含氧自由基在鎘的致突變機制的角色。細胞曝露於醋酸鎘後會降低細胞的群落形成能力, 以及增高次黃嘌呤(鳥糞嘌呤)磷酸核糖基轉化酵素(hprt)基因的突變頻率。鎘在 LC30 的劑量下, 可誘發10到25倍高於背景值的突變頻率。D-mannitol是一種含氧自由基的清除劑, 在50 mM濃度下顯著地降低鎘對細胞的毒殺性和致突變性。再者aminotriazole為過氧化氫酵素的抑制劑, 在不造成細胞毒性的劑量下(80 mM), 顯著地加強鎘所誘發的細胞毒性和致突變性。以4μM醋酸鎘處理 CHO-K1細胞4小時後, 麩氨基硫過氧化酵素和還原酵素的活性分別降低至正常值的47.5 %和39.7 %, 而且過氧化氫酵素活性立刻降低至未處理組的20%左右。此外, 洗去醋酸鎘8小時後, 細胞中的過氧化氫酵素又回復到正常值。在4μM鎘與80 mM aminotriazole共同處理下, 細胞中的過氧化氫酵素活性只有正常值的10 %, 且除去藥物8小時後酵素活性未見回升。再者, 以電子順磁共振光譜儀在活體外研究鎘與過氧化氫作用產生自由基之情形, 所偵測到的是氫氧自由基光譜訊號。加入不同自由基清除劑,包括乙醇, formic acid, NADPH, 金屬硫蛋白, 麩氨基硫以及維生素C,極顯著的降低鎘與過氧化氫所誘發的氫氧自由基之形成。由以上這些結果推測鎘的致變作用, 主要經由含氧自由基媒介的途徑引起。利用反轉錄酵素-聚合酵素鏈反應複製合成cDNA, 並以直接核酸定序, 分析鎘單獨及鎘與aminotriazole共同誘發的hprt基因突變的情形, 發現鎘與aminotriazole共同處理所得的突變株之hprt cDNA較鎘單獨處理者不容易被複製出, 被複製成功的比例在這兩種處理下分別為51 %與 82%。經鎘單獨處理得到之複製成功的 cDNA以去氧核糖核酸定序分析, 結果顯示其中14株為單一鹼基置換, 3株為雙鹼基置換, 2株有一小段重複, 和10株是編結突變株,其中6株編結突變株以聚合酵素鏈反應將其mRNA編結錯誤發生區的 DNA片段大量複製, 再以直接核酸定序分析, 所有的突變株均在mRNA編結所需的編結供給或接受的高保留區發生鹼基置換, 其中一株是雙鹼基置換。故總共得到27個鹼基改變, 其中6種型式的鹼基置換均觀查到, 鹼基顛換所產生的頻率比鹼基轉換高, 主要是 G.C變C.G (8/27)和A.T變T.A (7/27)。這種醋酸鎘誘發出的各種不同型式之突變,可能與含氧自由基攻擊核酸形成數種核酸鍵結物如8-oxoguanine及thymine glycol等的損傷有關。