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烷基酚类化合物(Alkylphenols,APs)是一类可干扰动物和人类雌激素作用的环境污染物。APs在工农业生产中用途十分广泛,环境污染也很普遍。虽然化学结构及性质与内源性雌激素雌二醇(17beta-estradiol,E2)截然不同,但APs可以模拟E2结合雌激素受体(Estrogen Recepror,ER),促进人乳腺癌细胞增殖,并引起大鼠乳腺组织旺盛生长和提前成熟。其中,辛基酚(Octylphenol, OP )的雌激素活性最强。雌激素是乳腺癌的危险因素之一。细胞凋亡在乳腺癌发生过程中具有重要作用。雌激素可以通过调节凋亡相关基因Bcl-2家族的表达影响凋亡,从而与乳腺癌关系密切。Bcl-2家族包含抑制凋亡的Bcl-2、Bcl-xl和促进凋亡的Bax、Bcl-xs和Bak等两大类蛋白,它们相互作用,形成动态平衡。已证实Bcl-2家族参与了乳腺癌的发生、发展。本文旨在探讨具有雌激素效应的环境污染物烷基酚对细胞凋亡、以及凋亡调控基因Bcl-2家族表达的影响,并与天然雌激素比较,从而了解环境雌激素的部分作用机理,为揭示类雌激素污染物的健康危害以及乳腺癌的病因学和防治研究提供理论依据。本课题以OP和E2作用于雌激素敏感的人乳腺癌细胞MCF-7,分别用缺口末端标记法(TUNEL)检测细胞凋亡率,反转录聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白质免疫印迹法(Western Blot)检测细胞Bcl-2、Bax、Bcl-x、Bak转录和表达的变化。 实验结果如下:1. OP和E2对MCF-7细胞凋亡的影响。E2可抑制TNF-α诱导的凋亡;OP短时间(24h内)作用可模拟E2抑制凋亡的作用,但不及E2明显;随着时间延长(120h),OP抑制凋亡作用消失,体现了OP与E2相似又不全似的<WP=8>特点和作用的复杂性。2. OP和E2对Bcl-2、Bax、Bcl-x、Bak蛋白表达的影响。第一,E2对Bcl-2家族成员调控的方向不一致: Bcl-2、Bak明显上调, Bcl-xl则降低表达,对Bax的作用不明显,提示E2作用下促凋亡作用和抑凋亡作用相互消长,最终平衡破坏;第二,E2对Bcl-2家族的作用随时间变化不同:Bcl-2家族成员的比例随作用时间而变化,提示存在动态平衡。第三,家族成员对E2敏感性不一致:10-8mol/L E2对 Bcl-2的作用最明显,而对Bcl-xl和Bak没有剂量-效应关系;第四,E2对Bcl-2家族的作用途径不同:E2对大多数Bcl-2家族成员的作用可被受体拮抗剂他莫昔芬(Tam)抑制,但Bak除外。OP对Bcl-2家族蛋白表达的影响与E2十分相似,不仅具备上述四个特征,而且OP的作用也可被Tam抑制,提示OP至少是部分通过ER影响Bcl-2家族表达的。OP与E2不同之处在于作用强度不及后者;作用时间延长(120h)后OP可明显增高促凋亡蛋白Bax表达,可能使促凋亡作用增强而最终抑制凋亡作用消失。3. OP和E2对bcl-2、bax、bcl-xl和bak mRNA转录水平的改变。OP对bcl-2家族成员mRNA转录的影响,不仅与E2十分相似,也同对蛋白水平的作用一致,说明OP作用的分子机制与天然雌激素十分相似,通过影响mRNA表达,破坏家族成员的动态平衡,使细胞凋亡失控。OP和E2对mRNA与蛋白水平作用的差别在于:一,作用时相不同。OP和E2作用后,Bcl-2、Bak等蛋白的增高晚于其mRNA的增高;二,mRNA增高的幅度远超过蛋白质水平,提示OP主要促进转录,蛋白质成熟需调控修饰。总之,OP 为代表的烷基酚类环境雌激素对人乳腺癌细胞凋亡及调控因子Bcl-2家族的作用与内源性雌激素十分相似,又不乏独特之处,既增加体内负担又干扰正常环节。凋亡与增殖密不可分,环境雌激素在这复杂调控机制中的作用还有待深入研究