亚砷酸盐和镉与人类支气管上皮细胞中金属稳态及细胞应激反应的独特相互作用

《International Journal of Molecular Sciences》：Distinct Interactions of Arsenite and Cadmium with Metal Homeostasis and the Cellular Stress Response in Human Bronchial Epithelial Cells

　　

摘要

尽管近年来接触镉等重金属和无机砷的情况有所减少，但它们仍然是食物、饮用水和烟草烟雾中常见的环境污染物。本研究旨在识别并比较亚砷酸盐和镉在基因和蛋白质表达水平上的毒性作用机制，重点关注金属稳态、氧化应激反应以及氧化还原调控过程。人类支气管上皮细胞（BEAS-2B）被用作体外模型。首先，通过评估细胞毒性和细胞内金属积累来确定适当的暴露条件。然后将细胞与1–10 μM的NaAsO₂或1–5 μM的CdCl₂共培养24小时，之后分析基因和蛋白质的表达情况。与亚砷酸盐相比，镉显著增强了金属硫蛋白（MT）的表达，表明其对金属稳态具有不同的影响。这两种金属都诱导了与氧化应激相关的基因上调。镉进一步增强了NF-κB信号通路的活性，而亚砷酸盐则降低了硒蛋白相关基因的表达，并影响了参与铁死亡调控的基因。此外，还观察到基因和蛋白质表达模式的差异，这表明转录反应在24小时后不一定会在蛋白质水平上导致相应的变化。这些发现突出了共同机制和化合物特异性机制的重要性，同时也强调了多层次分析的必要性。