可吸入颗粒中金属元素对DNA的氧化性损伤

刘彦飞 ，邵龙义，于倩，李光岩，许丹，宋晓焱

(1.黑龙江科技学院 资源与环境工程学院，黑龙江 哈尔滨，150027；2.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京，100083；3.华北水利水电学院 资源与环境学院，河南 郑州，450011)

大气颗粒物对人体健康具有毒性作用[1-2]，普遍认为其毒性是过渡金属与其催化氧化生成的有机、无机自由基(ROS)及人体应激反应产生的活性氧(ROS)[3-5]之间对核物质所产生的氧化损伤和水解损伤[6]。PM10样品中提取的Fe的NO3-和SO42-盐类成分能够对沙门氏菌产生诱变[7]，且起作用的是Fe2+[8]，Cu2+，Cr3+等也能够被氧化为高价态的金属元素，他们在活性氧作用下使DNA发生脂质氧化[1,9-11]，从而引发DNA的损伤[12-13]。目前，对颗粒物中过渡金属的毒性研究主要集中在单一元素上，如颗粒物中的元素V与急性肺炎之间、元素Ni与蛋白质的渗出性之间的具有相关性[2]，水溶性Zn可以对DNA产生氧化损伤[13]、且与城市心脏病的发病率之间具有相关性[14]等，而且所关注的大多为人为源元素[15]。通常，水溶性Zn2+的毒性明显小于水溶性的Fe，Cu和Ni等[16]，但另外的实验结果表明，细胞中的Zn的浓度增加或降低，均可导致Cr6+对DNA的氧化损伤能力的变化[17]。这表明，颗粒物中的金属元素之间可能会产生某种协同损伤作用[18]。另外，颗粒物中存在着一定量的稀土元素，具有遗传毒性[19]，但其在颗粒物中所起到的毒性作用还不清楚。本文作者采用等离子质谱(ICP-MS)测定了PM10和PM2.5全样和水溶样中58种元素，采用质粒DNA评价法评价了样品的生物活性，并采用SPSS软件分析PM样品的生物活性(本文指颗粒物对于生物物质——质粒DNA产生的损伤效应)与样品中金属离子之间的关系，以判断颗粒物中的主要相关性元素及其作用行为。……