有机锡的细胞毒性作用研究进展

尧国民，李中波,，谢光兵，侯强红★

（1.湖南省怀化职业技术学院，湖南 怀化 418000；2.湖南农业大学动物医学院，湖南 长沙 410128）

关键字：有机锡；细胞毒性；毒性机制

1 细胞生殖毒性

Urushibara N等用TBT预处理虹鳟性腺细胞，发现细胞内快速通过MAPKs持续磷酸化，磷酸化的信号通路包含ERK、JNK、p38 MAPK。分别对caspases和 MAPKs路径用药物抑制剂阻断，分析表明TBT诱导非依赖caspase细胞死亡是通过p38 MAPK信号转导通路完成，而TBT诱导依赖caspase细胞凋亡是通过JNK信号转导通路完成。所以TBT诱导鳟性腺细胞RTG-2的毒性作用至少可以通过两种信号级联放大路径。Mitra S等在体外共培养sertoli-germ细胞，用低剂量的TBTC处理细胞发现，细胞内迅速发生氧化应激，检测到GSH的量降低，Ca2+浓度增加，ROS生产，线粒体去极化导致caspase-3激活，从而导致细胞凋亡。通过回收TBTC加入抗氧化剂NAC结果发现能减少细胞凋亡，这表明TBTC对细胞的的毒性作用，主要是氧化损伤。

2 细胞神经毒性

Nakatsu Y等用原代培养的神经皮层神经细胞暴露500 nM TBT 0.5h发现细胞内ATP水平降低和AMPK磷酸化。通过加入AMPK的抑制剂Compound C后，发现能减少TBT的神经毒性，这表明AMPK参与了TBT诱导的神经细胞死亡。他们进一步研究表明AMPK磷酸化和ATP水平降低不直接导致神经细胞死亡，而是通过谷氨酸受体。这些结果表明TBT诱导神经细胞部分死亡是由于细胞自我吞噬引起。Oyanagi K等将两种神经细胞按相对丰富度不同放入4个培养体系中培养，表明TBT对神经细胞的毒性作用是可变的，它取决于培养条件的变化，通过改变神经细胞的培养环境就能改变TBT对细胞的神经毒性。

3 免疫细胞毒性试验

自然杀伤细胞是机体内一类重要的免疫细胞，它与抗肿瘤、抗病毒感染和免疫调节有关。有机锡能抑制NK细胞毒性作用，减弱机体对抗肿瘤和抗病毒感染。Whalen MM等在体外将不同浓度MBT,DBT和 TBT暴露在从成年男女性获取自然杀伤细胞中，三种有机锡的对NK细胞毒力大小顺序TBT＞DBT＞MBT，结合试验表明TBT暴露24h，大约有50%的NK细胞丧失结合肿瘤细胞的能力，这表明NK细胞对肿瘤细胞受体发生改变。有机锡能导致胸腺萎缩，进一步引发机体免疫缺陷。Tomiyama K等从老鼠的胸腺分离出T淋巴细胞暴露于1 μM DBTC或TBTC。发现TBTC暴露会诱导 CAD(caspase activity DNase，CAD)表达，而且对 ICAD的影响很小(inhibitorofCAD，ICAD)。相反，DBTC的暴露会导致ICAD大量的表达，从而使CAD表达受到抑制。而且WST-8和JC-1试验表明TBTC能快速激活Caspase，TBTC暴露10 min内检测到线粒体释放了细胞色素C，而相比DBTC对线粒体的影响要小得多。因此，DBTC和 TBTC引发T淋巴细胞毒性死亡的机制是不同的，DBTC主要诱导细胞坏死，而 TBTC主要诱导细胞发生凋亡。

4 癌细胞试验

研究表明某些新合成的有机锡的抗癌活性要超过临床的顺铂，成为最具潜力的抗癌药物。Kamaludin N F等用新合成两种有机锡，对白血病细胞Jurkat E6.1和 K-562细胞进行细胞毒性试验，发现这两种新合成的有机锡对两种细胞系具有很强的细胞毒性作用。观察所有细胞特征变化发现，经两种有机锡处理引起的癌细胞凋亡或坏死情况变化前后的都表现不一致。但其他细胞发生凋亡都先于B淋巴细胞NFS-70。这些结果表明两种合成的有机锡化合物对不同的癌变细胞具有不同的选择毒性。因此，我们可以通过筛选方法获取对某一类癌症有显著作用的有机锡可以作为抗癌药物。

5 干细胞试验

已经明确有机锡TBT是致肥因子，致肥与PPAR信号通路有关，但PPARγ引发肥胖机制至今未被阐明。Biemann R等用TBT暴露不同分化阶段的间充质干细胞MSC和C3H10T1/2，发现两者都能诱导PPARγ启动子激活和抑制对脂肪生成起抑制作用的Pref-1、SOX9等mRNA表达。但在未分化的间充质干细胞C3H10T1/2中，TBT的暴露诱导的是非依赖的PPARγ转录，因为用药物罗格列酮沉默或激活PPARγ基因，Pref-1、SOX9等mRNA表达都没有改变。而在已经分化是MSC细胞中,TBT诱导PPARγ激活将MSC细胞分化成脂肪细胞。这表明TBT诱导MSC细胞形成脂肪细胞有两种不同作用机制，这两种机制具有协调效应，都能促进成脂分化。

6 羊膜细胞试验

Zhang Y等用低剂量的TBT预处理人羊膜细胞24h后，发现人羊膜细胞G2/M细胞周期停滞。他们认为是TBT能通过抑制PP2A活性进一步引发信号转导ERK1/2级联反应的抑制。当PP2A活性的降低导致c-Raf磷酸化水平升高，从而使c-Raf失活。失活的c-Raf会降低下游ERK1/2的磷酸化水平。通过级联反应最终导致细胞核内cdc25C蛋白表达下降和p-cdc2蛋白表达增加。从而产生的G2/M细胞周期停滞毒性效应。

7 内表皮细胞试验

Botelho G等不同浓度的TBT暴露猪动脉内皮细胞pAECs结果发现细胞内紧密连接的分子OCLN和ZO-1基因表达水平降低，而单核细胞黏附和细胞间黏附分子ICAM-1和血管内皮细胞粘附分子VCAM-1在1h内显著升高。这表明TBT通过增加内皮细胞单核细胞黏附而改变动脉内皮表面的结构，达到干扰细胞与细胞和细胞与分子间的交流。随着TBT剂量的增加pAECs细胞活力降低，并出现明显的细胞坏死和凋亡。

8 小结

有机锡化合物的细胞毒性作用主要集中以下几个方面：（1）诱导细胞死亡，包括凋亡、坏死和自我吞噬。（2）诱导细胞发生氧化应激,导致细胞损伤；（3）诱导PPARγ信号通路，干扰内分泌的稳定；（4）诱导PPARγ/RXR的活化，促进脂肪细胞分化，引起肥胖；（5）抑制PP2A导致细胞G2/M细胞周期停滞；（6）诱导内皮细胞紧密连接的分子表达的改变而增加单核细胞黏附，进而引发心血管病。有机锡最大的研究价值是对各种癌细胞的毒性作用，研究表明新合成的有机锡对癌细胞具有剂量小，作用大的特点。由于有机锡对环境及动物的严重危害，国际对有机锡的使用作出相关限制，这也是有机锡至今未运用到临床的重要原因。

通过对有机锡化合物的化学修饰和对不同的有机锡对不同的癌细胞的选择毒性让我们看到了希望。今后，我们可以通过化学修饰和筛选的方法生产出只对某种特定的癌细胞具有毒性作用的潜在抗癌药物。