10108-64-2 / 氯化鎘的致癌作用

毒理^【1】

1.氯化鎘對(duì)小鼠的 ＬＤ５０

預(yù)試驗(yàn)初步確定０％和１００％ 死亡劑量分別是 １００．０ ｍｇ／ｋｇ 和 ３００．０ｍｇ／ｋｇ，ｒ＝１．２５，１／ｒ＝０．８，據(jù) 此 氯 化 鎘 溶 液 的 灌胃劑量由高到低依次為 ３００．０ ｍｇ／ｋｇ劑 量 組 （Ⅵ組）、２４０．０ｍｇ／ｋｇ劑量組（Ⅴ組）、１９２．０ｍｇ／ｋｇ劑量組（Ⅳ 組）、１５３．６ ｍｇ／ｋｇ 劑 量 組 （Ⅲ 組）、１２２．９ｍｇ／ｋｇ劑 量 組 （Ⅱ 組）和 ９８．３ ｍｇ／ｋｇ 劑 量 組 （Ⅰ組）。急性毒性試驗(yàn) 灌 胃 后２ｈ開(kāi) 始 出 現(xiàn) 死 亡，３６ｈ內(nèi)的死亡只 數(shù) 見(jiàn) 表１。利 用 Ｂｌｉｓｓ法 計(jì) 算 氯 化 鎘 經(jīng)口灌胃 ＬＤ５０ 的 回 歸 方 程 ｙ（Ｐｒｏｂｉｔ）＝ －１３．８５９＋８．３００９Ｌｏｇ（Ｄ），ＬＤ５０ ＝１８７．０３ｍｇ／ｋｇ，ＬＤ５０（Ｆｅｉｌｌｅｒ校正）９５％的 可 信 區(qū) 間 為１６５．０２～２１３．２０ ｍｇ／ｋｇ，ＬＤ５＝１１８．５１ｍｇ／ｋｇ，ＬＤ９５＝２９５．１７ｍｇ／ｋｇ。

2. 氯化鎘對(duì)小鼠體質(zhì)量的影響

見(jiàn)表２。各 組小鼠的初始體質(zhì)量均差異不顯著（Ｐ＞０．０５），但其在試驗(yàn)期間隨染毒劑量的升高而降低；３ｄ時(shí)，除Ⅵ組小鼠１００％死亡外，與對(duì)照組小鼠比較，Ⅳ 組差異顯著（Ｐ＜０．０５），Ⅴ組差異極顯著（Ｐ＜０．０１），其余各組均差異不顯著；試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，各組小鼠體質(zhì)量與對(duì)照組相比，均 差 異 極 顯 著（Ｐ＜０．０１）。在 觀(guān) 察 期內(nèi)，對(duì)照組３ｄ體質(zhì)量與其始體質(zhì)量相比，差異不顯著（Ｐ＞０．０５），末體質(zhì)量與其始體質(zhì)量相比，差異極顯著（Ｐ＜０．０１），其余各組３ｄ體質(zhì)量和末體質(zhì)量與其始體質(zhì)量相比，均差異不顯著（Ｐ＞０．０５）。

3.氯化鎘對(duì)小鼠臟器指數(shù)的影響

見(jiàn)表３。氯化鎘對(duì)各劑量組小鼠心、脾、腎指數(shù)的影響隨染毒劑量的增加而呈增大趨勢(shì)，肝指數(shù)和睪丸指數(shù)則有減小趨勢(shì)，大腦指數(shù)和肺指數(shù)無(wú)變化。與對(duì)照組相比，Ⅰ組心指數(shù)差異不顯著（Ｐ＞０．０５），其他各組差異顯著（Ｐ＜０．０５），脾 指 數(shù) 和 睪 丸 指 數(shù) 差 異 極 顯 著 （Ｐ＜０．０１），其余臟器指數(shù)均差異不顯著（Ｐ＞０．０５）。

４ .氯化鎘對(duì)小鼠血液生理指標(biāo)的影響

見(jiàn)表４。各組小鼠的 ＷＢＣ、ＲＢＣ、ＨＢ和 ＨＣＴ均在正常生理范圍內(nèi)波動(dòng)，其中，ＲＢＣ、ＨＢ和 ＨＣＴ隨染毒劑量的升高而降低，但與對(duì)照組相比，均差異不顯著（Ｐ＞０．０５）。

病理剖檢^【1】

５．１ 一般剖檢變化

急性染毒后小鼠食欲下降，精神沉郁，嗜睡，反應(yīng)遲鈍，活動(dòng)減少，行動(dòng)緩慢。灌胃后２ｈ開(kāi)始出現(xiàn)死亡，３６ｈ后未見(jiàn)死亡，各劑量組死亡情況見(jiàn)表１。死亡小鼠心臟肥大，肺充血，肝臟質(zhì)地變軟，體積增大，脾臟明顯腫大，大腦、腎和睪丸剖檢變化不 明 顯。與 對(duì) 照 組 小 鼠 比 較，存 活 小 鼠 的大腦、肺、腎剖檢 變 化 不 明 顯，心、肝、脾 則 與 死 亡 小鼠外觀(guān)剖檢相似，但睪丸組織明顯萎縮。

５．２ 病理組織學(xué)變化

對(duì)照組小鼠的大腦、心、肺、肝、脾、腎、睪 丸 組 織 未 見(jiàn) 異 常 病 變，分 別 見(jiàn) 圖 １Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１和 Ｇ１。灌胃染毒后死亡的小鼠除大腦組織無(wú)明顯病變（圖１Ａ２）外，其 余 各 組 織 均 有 病 理 組 織 學(xué) 變 化。尤以Ⅵ組小鼠較嚴(yán)重，出現(xiàn)心肌纖維顆粒變性，間隙增寬，肌束斷裂（圖１Ｂ２）；肺臟間質(zhì)血管和小血管充血（圖１Ｃ２）；肝 索 凌 亂，肝細(xì)胞顆粒變性和空泡變性（圖１Ｄ２）；脾 臟 充 血，圖 示 紅 髓 內(nèi) 紅 細(xì) 胞 數(shù) 量 增 多，白髓內(nèi)淋巴細(xì)胞數(shù)量減少（圖１Ｅ２）；腎 小 管 細(xì) 胞 輕微顆粒變性，毛細(xì)血管和小血管充血（圖１Ｆ２）；睪丸生精上皮萎縮脫落，睪丸間質(zhì)減少（圖１Ｇ２）。存活小鼠隨染毒劑量的增 加，各組織病變情況加重。Ⅰ組較輕微，Ⅴ組較為嚴(yán)重，出現(xiàn)大腦毛細(xì)血管數(shù)量增多，細(xì)胞凋亡數(shù)量增加（圖１Ａ３）；心肌纖維

輕微顆粒變性，間隙增寬（圖１Ｂ３）；肺臟間質(zhì)血管和小血管充血（圖１Ｃ３）；肝臟中央靜脈充血，肝細(xì)胞輕微顆粒變性（圖１Ｄ３）；脾臟充血，紅髓內(nèi)紅細(xì)胞數(shù)量增多（圖１Ｅ３）；腎小管細(xì)胞輕微顆粒變性（圖１Ｆ３）；睪丸曲精上皮萎縮，睪丸間質(zhì)間隙增寬（圖１Ｇ３）

致癌作用^【2】

2.1　氯化鎘導(dǎo)致 HELF 的形態(tài)學(xué)改變 　陰性對(duì)照組細(xì)胞生長(zhǎng)規(guī)整, 成束狀排列, 具有明顯方向性, 無(wú)重疊生長(zhǎng)現(xiàn)象(圖 1)。

光鏡下實(shí)驗(yàn)組單個(gè)細(xì)胞形態(tài)并未見(jiàn)到改變, 但細(xì)胞群體生長(zhǎng)方式發(fā)生變化, 第一次氯化鎘處理后傳 2代, Ⅲ組細(xì)胞發(fā)生生長(zhǎng)雜亂傾向, Ⅰ 、Ⅱ組細(xì)胞于染鎘后 4 代才出現(xiàn)此現(xiàn)象。 經(jīng)第 3 次處理后,各組細(xì)胞呈紊亂性生長(zhǎng), 失去方向性, 有些區(qū)域的細(xì)胞相互交叉呈重疊生長(zhǎng)(圖 2), 形成明顯轉(zhuǎn)化灶(圖 3),轉(zhuǎn)化灶中央交叉堆集濃染的細(xì)胞核;周?chē)梢?jiàn)細(xì)胞核的交叉;轉(zhuǎn)化灶邊緣可見(jiàn)細(xì)胞稀疏部位。 經(jīng)第 3 次處理后, 各組細(xì)胞轉(zhuǎn)化灶數(shù)均明顯增多, 陽(yáng)性對(duì)照組細(xì)胞形態(tài)變化過(guò)程基本同Ⅱ組。

2.2　氯化鎘對(duì) HELF 染色體的影響 　實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞染色體核型分析, 在不同程度上表現(xiàn)出非整倍體的特征,核型 46 條染色體的細(xì)胞約占 27%～ 45%, 其余細(xì)胞染色體數(shù)波動(dòng)在 30 或 90 條左右, 并存在染色體結(jié)構(gòu)畸變:斷片、雙著絲粒體。 實(shí)驗(yàn)組染色體數(shù)目畸變細(xì)胞率和結(jié)構(gòu)畸變細(xì)胞率分別為 55%、58%、73%和 9%、11%、12%。 陰性對(duì)照組染色體 46 條的占 92%, 保持正常二倍體核型。 結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)組染色體數(shù)目畸變細(xì)胞率 和結(jié) 構(gòu)畸變 細(xì)胞 率高 于陰 性對(duì) 照組(P <0.01)。

2.3　氯化鎘對(duì) HELF 細(xì)胞周期素 D 1 表達(dá)的影響 (附表)實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞周期素 D 1 表達(dá)量增加, 與陰性對(duì)照組相比具有顯著性差異(P <0.01, 但 Ⅰ 組 P<0.05),并且實(shí)驗(yàn)組之間差異也非常顯著(P <0.01), 說(shuō)明細(xì)胞周期素 D 1 表達(dá)量與染鎘量之間存在著劑量反應(yīng)關(guān)系。

2.4　氯化鎘對(duì)HELF 突變型 P 53 蛋白表達(dá)的影響　實(shí)驗(yàn)組突變型 P 53 蛋白表達(dá)量均明顯高于陰性對(duì)照組(P<0.01), 且Ⅰ 、Ⅱ與Ⅲ組之間差異顯著(P <0.05), 但Ⅰ 、Ⅱ間差異不顯著(P >0.05)

研究發(fā)現(xiàn)氯化鎘具有致突變作用, 且是一種染色體斷裂劑, 這在鎘致癌機(jī)理中可能起重要作用 。 因?yàn)槿旧w斷裂后就可能使細(xì)胞內(nèi)控制其生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的功能基因的表達(dá)受到影響, 以致細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能失調(diào)而誘發(fā)細(xì)胞癌變。關(guān)于 P 53 的表達(dá)對(duì)鎘致癌影響的報(bào)道甚少。本研究發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組突變型 P 53 的表達(dá)明顯增高, 由此認(rèn)為突變型 P 53 的表達(dá)可能是氯化鎘致癌的一種機(jī)理。 氯化鎘誘導(dǎo)的突變型 P 53 蛋白由于沒(méi)有野堅(jiān)生型 P 53 的功能, 且可抑制野生型 P 53 的功能, 最終可導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化和腫瘤發(fā)生。實(shí)驗(yàn)證明, 細(xì)胞周期素 D 1 是 G 1 /S 限制點(diǎn)的正調(diào)節(jié)子, 適量的細(xì)胞周期素 D 1 是細(xì)胞分裂所必需的, 而細(xì)胞周期素 D 1 的過(guò)表達(dá), 則干擾細(xì)胞周期進(jìn)程, 導(dǎo)致細(xì)胞過(guò)度增殖。 本研究發(fā)現(xiàn)各實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞周期素D 1 表達(dá)量均高于陰性對(duì)照組, 說(shuō)明細(xì)胞周期素 D 1 的過(guò)表達(dá)在鎘致癌機(jī)理中起一定作用。有研究表明 G 1 /S 限制點(diǎn)調(diào)控機(jī)制涉及到細(xì)胞周期素 D 1 , 細(xì)胞周期素依賴(lài)激酶 4(CDK 4 )、P 53 、CDK 抑制蛋白(P 21 蛋白)的相互作用。 一方面細(xì)胞周期素 D 1的過(guò)表達(dá)可克服 P 21 蛋白抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的作用 ;另一方面, 突變型 P 53 不具有誘導(dǎo) P 21 蛋白的功能, 因而也不能發(fā)揮 P 21 抑制細(xì)胞增殖的作用。 研究結(jié)果表明:氯化鎘處理后, 突變型 P 53 蛋白和細(xì)胞周期素 D 1 均明顯增高, 說(shuō)明氯化鎘致癌機(jī)理中可能存在二者的協(xié)同作用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊雪峰,葛亞明,姜金慶,徐之勇,崔艷紅,王自良.氯化鎘對(duì)小鼠的急性毒性效應(yīng)[J].中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào),2012,32(03):467-471.

[2]王曉麗,李永安,馮彪,凌翎,李志超,郭麗,范洪學(xué).氯化鎘致癌機(jī)理的研究[J].中國(guó)公共衛(wèi)生學(xué)報(bào),1999(02):33-35.