安全性评价研究所确认镉毒性机制及降低方法
韩国国内研究团队确认了细颗粒物中重金属镉的毒性，并进一步揭示了褪黑素可以降低这种毒性的事实。
安全性评价研究所（KIT）10日表示，研究结果显示，作为细颗粒物中危险重金属之一的镉会对人体前列腺产生毒理学影响，而褪黑素（Melatonin）能够减轻这种影响。
镉因其不易腐蚀的特性，被广泛用于各类电池、金属镀层、颜料和塑料稳定剂等。然而，镉是典型的致癌物之一，一旦人体暴露于镉，镉会在肺、肝、肾中蓄积，引发肺癌、肾癌等疾病。
研究团队鉴于每年细颗粒物污染日益严重，为了准确掌握细颗粒物中的镉对人体产生影响的作用机制，并发掘可降低其毒性的物质而开展了本次研究。首先，研究团队以具备相同遗传特征的细胞群——细胞系（Cell Line）以及小鼠（Mouse）为对象，在人体可能暴露的剂量范围内，以200微克/千克的浓度暴露于镉。为了进行细胞系实验，研究团队让来源于人体的前列腺细胞系以及小鼠细胞系暴露于镉。结果发现，由于氧化应激，活性氧增加，诱导了细胞凋亡。活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）是体内器官或细胞活动时产生的代谢废物，会损伤细胞膜。研究团队还确认，作为在细胞代谢稳态和细胞凋亡中发挥重要作用的细胞器，线粒体在受到镉的侵入后，其膜电位下降，从而诱发细胞毒性。
特别是，研究团队发现，近年来被报道在维持线粒体稳态方面发挥重要作用的STAT3（Signal Transducer and Activator of Transcription 3，信号转导及转录激活因子3），其功能会因镉暴露而受损。STAT3已知会在免疫抑制、炎症性疾病及自身免疫性疾病等细胞刺激过程中介导多种基因的表达。此外，当让大鼠暴露于镉时，线粒体中的STAT3蛋白与细胞实验结果一致出现减少。通过这一点，研究团队确认了镉会损伤前列腺组织。也就是说，镉暴露会降低STAT3的功能，破坏线粒体稳态，从而影响前列腺组织的体积和功能，提示其可能诱发前列腺损伤。褪黑素是由大脑分泌、调节睡眠节律的生物激素，广为人知的是，它被用作治疗失眠的药物。
研究团队在实验中提前1小时给予褪黑素预处理，结果发现，褪黑素通过调节线粒体STAT3功能，提高线粒体稳态，并抑制细胞凋亡，从而降低了镉对前列腺功能的毒性影响。
研究团队表示：“本研究提出了一种可能性，即人体对毒性的抵抗性可能会随着睡眠习惯等因素而发生变化，因此有必要开展后续研究。”并称：“今后有必要持续开展关于超细颗粒物中重金属物质有害性的研究。不仅要弄清其有害性，还将同步推进寻找可降低有害性的替代方案等相关研究。”
本次研究结果已于今年2月发表在生命科学领域国际学术期刊《Communications Biology》上。
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