砷诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡的毒性效应

薛美昭, 仪慧兰

(山西大学生命科学学院， 太原 030006)

砷诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡的毒性效应

薛美昭, 仪慧兰*

(山西大学生命科学学院， 太原 030006)

采用蚕豆(ViciafabaL.)叶面气孔保卫细胞，研究砷对细胞的毒性效应。结果表明，0.3—10 mg/L的NaAsO2能降低保卫细胞活性，使部分细胞死亡，死亡率随砷浓度升高而增高。死细胞中呈现核固缩、核崩解等典型程序性死亡特征，且泛caspase抑制剂Z-Asp-CH2-DCB能阻止NaAsO2诱发的细胞死亡。过氧化氢清除剂过氧化氢酶与NaAsO2共同作用时，细胞死亡率显著低于砷单独处理组，保卫细胞内Ca2+水平降低，具程序性死亡特征的细胞数减少；Ca2+特异性螯合剂EGTA亦能降低NaAsO2诱发的细胞死亡。研究结果表明，NaAsO2能诱发蚕豆保卫细胞程序性死亡，该过程由胁迫引发的ROS升高引起，ROS可能通过激活质膜Ca2+通道，使胞外Ca2+内流，造成胞内Ca2+浓度升高，进而诱导细胞程序性死亡。

蚕豆保卫细胞；NaAsO2；程序性细胞死亡；ROS；Ca2+

砷(As)是一种广泛存在于自然界中的类金属元素，通常以极低浓度存在于人类生存环境中，不会对生物造成危害。近年来，随着砷化物在工、农、医药业中的大量使用，含砷矿石的开采和冶炼，含砷废水、废渣的不合理排放，以及地下水的不合理开采，导致很多地区大气、土壤和水体砷污染[1]。

植物叶表面的气孔保卫细胞是研究细胞信号转导的模式系统，对环境变化反应灵敏而准确[9- 10]。前人采用蚕豆(ViciafabaL.)叶面气孔保卫细胞研究氰化物、铝、二氧化硫的细胞毒性效应，发现了它们对细胞的致死效应及信号途径，说明保卫细胞对环境化学物的毒性具有灵敏的反应[11- 13]。……