重金属镉作为一种致癌物,可通过氧化胁迫造成细胞内遗传物质DNA的双链断裂,由于细胞内的还原型谷胱甘肽(reduced glutathione, GSH)具有抗氧化作用,且其巯基能与镉结合,因此,GSH很可能对镉造成的DNA双链断裂具有保护作用,而且很可能是通过影响细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)的含量而起到保护作用。同时还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase, NOX)家族作为细胞内可以产生ROS的物质,镉也可能通过影响NOX的酶活性,调节细胞内ROS的含量,从而影响镉致DNA双链断裂的程度。为了证明以上观点,本论文主要利用细胞免疫荧光技术和流式细胞术检测NOX和GSH在镉诱导的人成纤维细胞DNA双链断裂中的作用,结果显示：1.镉的暴露可以抑制人成纤维细胞的活力。本实验利用MTT比色法检测镉对人成纤维细胞活力的影响,结果显示：与对照组相比,镉(10,20,40,80,160,320 μM)暴露8 h可以引起人成纤维细胞活力的显著降低(P<0.05)。2.不同浓度和时间的镉处理会导致人成纤维细胞DNA双链断裂程度的显著增加。本文通过不同浓度镉(0,5,10,20和40μM)对人成纤维细胞染毒8h,以及用20μM镉染毒不同时间(0,4,8,16和24 h)后,其结果都显示镉可以造成人成纤维细胞DNA双链断裂程度的增加,而且和对照组相比都有极显著差异(P<0.01)。3.镉处理可以导致人成纤维细胞ROS的升高。利用流式细胞术检测20 gM镉处理不同时间(1,2,4,8 h)后细胞内ROS的含量,结果显示不同时间的镉暴露都会导致人成纤维细胞ROS含量的升高,而且1 h和8 h的处理组和对照组相比有显著差异性(P<0.05)。4.镉暴露可以诱导NOX酶活性的显著增加,进而通过影响细胞内ROS水平来影响镉的遗传毒性。不同浓度的镉(0,10,20μM)处理能够导致细胞内NOX酶活性的显著升高,二苯基氯化碘盐(diphenyleneiodonium chloride, DPI,NOX酶活性抑制剂,10μM)和镉联合处理能明显减轻镉致DNA双链断裂的程度,且这种作用是通过调节细胞内ROS的水平而达到其对镉的遗传毒性的影响。5.镉暴露可以显著降低细胞内GSH的水平,进而通过调节细胞内ROS的含量来削弱镉的遗传毒性。不同浓度的镉(0,5,10,20,40 μM)处理会导致人成纤维细胞GSH含量的变化,氮乙酰半胱氨酸(N-acetyl cysteine, NAC, GSH的一种前体物,1 mM)预处理不仅能增加细胞内的GSH,还可明显减轻镉致DNA双链断裂的程度,而丁硫氨酸亚砜胺(buthionine sulfoximine, BSO, GSH的一种耗竭剂,50 gM)的预处理能降低细胞内GSH含量,并显著增加DNA双链断裂程度,说明镉通过影响细胞内GSH的含量,导致DNA损伤,且其可能是通过调节细胞内ROS的含量从而影响镉导致的DNA双链断裂程度。以上结果表明镉处理导致NOX酶活性的显著增高,进而通过提高细胞内ROS的含量影响镉导致的DNA双链断裂的程度；同样GSH在镉致人成纤维细胞DNA双链断裂中具有重要的保护作用,这种保护作用是通过GSH调节细胞内ROS的水平来实现的。
