人類皮膚細胞株(BCC、 HaCaT)對環境致癌物benzo[a]pyrene敏感性差異轉機之研究

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Title:	人類皮膚細胞株(BCC、 HaCaT)對環境致癌物benzo[a]pyrene敏感性差異轉機之研究
Authors:	陳世殷
Contributors:	中山醫學院毒物學研究所
Date:	1999
Issue Date:	2022-12-19T07:53:32Z (UTC)
Publisher:	中山醫學大學
Abstract:	已知多環芳香煜類化合物[包括2 ， 3 ， 7 ， 8-tetrachlorodibenzo-pdioxin( TCDD) 與benzo[a]pyrene(B[a]P) 等1 可經由活化Aryl hydrocarbon receptor (AhR) 與Aryl-hydrocarbon-receptor nuclear translocator (Arnt)' 誘導許多代謝酵素基因表現，包括cytochrome P450 IAl(CYPIAl) 、cytochrome P450 IB 1 (CYPIB 1) 、NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 (NQOl) 、glutathione-S-transferases (GST)及aldehyde dehydrogenase (ALDH)基因。近年來也有研究報導指出， AhR 與Arnt mRNA 表現量會隨著皮膚表皮層分化而增加，即表示AhR 和Amt 與細胞分化有關。將TCDD 塗抹於小鼠皮膚乳頭狀瘤及鱗狀上皮細胞癌的病變組織及周邊正常組織24 小時後，周邊正常組織的 CYPIAl 酵素活性增高，但病變組織的CYPIAl 酵素活性並末增加。因此皮膚組織癌化會抑制TCDD 誘導基自表現的作用，但是其機轉、仍不清楚。本研究比較B[a]P 在人類皮膚基底癌細胞株(human basal cell carcinoma ' BCC) 與人類皮膚表皮細胞抹(human immortalized non-tumorigenic keratinocytes ' HaCaT) 中誘導CYPIAl 基因表現之差異性，並進一步探討其機轉。首先以細胞型態、Papanicolaou' s 染色法及西方墨點法(檢測分化指標KI-KIO 和involucrin) 等方法，比較這兩抹細胞型態及分化程度。結果顯示， HaCaT 細胞株隨著培養時間越久分化程度越高，而BCC 細胞株分化程度比註aCaT 細胞抹低，因此BCC 細胞株為癌化的皮膚細胞，已喪失細胞分化之能力，而HaCaT 細胞株代表正常皮膚細胞，具有正常分化能力。接著觀察以l 與10μM B[a]P 處理24 小時後對細胞生長之影響，結果在移除B[a]P 後繼續玲養96 小時，只有HaCaT 細胞株的生長情形受到抑制，存活率分別為對照組的29 .1 %與23.7 %'而B[a]P 對BCC 細胞株生長並無明顯影響。已知B[a]P 會誘導CYPIAl 基間表現，而 CYPIAl 參與B[a]P 的代謝活化，將B[a]P 轉變為致癌性的代謝物，對細胞產生毒性。當我們分別以Aryl hydrocarbon hydroxylase (AHH) 法測定CYPIAl 酵索活性及RT-PCR 檢測CYPIAl 基因表現時發現， B[a]P 誘導HaCaT 細胞株之CYPIAl 酵素活性及基因表現分別為對照組的40 倍及8 倍;而B[a]P 誘導BCC 細胞株之CYPIAl 酵素活性及暴自表現的能力則較低(約2 倍)。已知多環芳香煜類化合物經由活化AhR 與Arnt' 與CYPIAl 基間的enhancer 內之dioxin responsive element (DRE)鍵結，進而調控CYPIAl 基目的表現，另外又有研究指出，在皮膚組織及HaCaT 細胞中， AhR 與Arnt 的表現程度與細胞分化程度有闕，由此我們利用半定量RT♂CR 及西方墨點法撿測AhR 與Arnt 的表現，發現這兩株細胞中AhR 與AI割的基因及蛋白皆有表現，而且其表現的程度不受B[a]P 的影響，因此這 2 :有株細胞的CYPIA1 基間被誘導之差異性可能與AhR 、Arnt 蛋白表現程度無關。另外，經過細胞玲養10 天後(細胞分化程度增高) , HaCaT 細胞株的細胞質中， AhR 與Arnt 蛋白表現會隨著細胞分化程度增加而增加，但在BCC 細胞株中並沒有明顯的增加。我們進一步以gel retardation 方法分析AhR 與Arnt 被B[a]P 活化的程度，結果發現HaCaT 細胞株處理B[a]P 2 小時後，會增加AhRlArnt 複合物與DRE 鍵結的能力，但BCC 細胞處理B[a]P 2 小時後，並不會增加 AhRlArnt 複合物與DRE 鍵結的能力。接著，將BCC 細胞預先處理 50μM 及100μM genistein 或1 ng/ml 及5 ng/ml herbimycin A (tyrosine kinase inhibitors) 的分鐘後，再處理10μM B[a]P ，則會增加CYPIAl 基園的表現(分別為對照組的2.71 倍及3.65 倍) ，且呈劑量反應關條。由以上實驗可知， BCC 細胞株對B[a]P 的抗藥性，可能由於 BCC 細胞株中存在某種kinase 蛋白，影響B[a]P i.舌化AhR 與Arnt 及誘導CYPIA1 基因表現之能力，而且AhR 與Amt 的功能喪失可能與細胞癌化或失去分化能力有關。
URI:	https://ir.csmu.edu.tw:8080/handle/310902500/25225
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