N乙酰基-L-半胱氨酸对苯乙烯致聋的防护作用

张小盒 · 发表于 2014-12-4 21:02

目的我们的前期实验发现，化工原料苯乙烯可引起大鼠听觉功能下降，听器损伤。病理形态学改变的主要区域为耳蜗中回，支持细胞受累，第三排外毛细胞损伤最为严重。苯乙烯致耳蜗毛细胞死亡主要通过凋亡、坏死两种方式，凋亡为苯乙烯致耳蜗毛细胞死亡的主要途径。有研究证实，苯乙烯进入体内后，主要在肝细胞微粒体混合功能氧化酶作用下生成苯乙烯中间代谢产物7,8-氧化苯乙烯(SO)。SO既可以产生活性氧（ROS），又在代谢过程中消耗体内一种极为重要的抗氧化物谷胱甘肽（GSH）。N乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)为GSH 的前体物，能提高细胞内GSH的水平。本实验通过检测大鼠听觉阈值和定量观察耳蜗毛细胞核、纤毛、表皮板的形态学变化，观察L-NAC对苯乙烯致耳蜗毛细胞损伤的防护作用，探讨其作用机制。
方法入选成年Long Evens大鼠17只，动物随机分为2组。胃饲苯乙烯的对照组8只（16耳），苯乙烯加L-NAC治疗的实验组9只（18耳）。胃饲苯乙烯400mg/kg (2g 苯乙烯溶于1ml 橄榄油), 每日1次，每周5d，共3周。胃饲苯乙烯后，实验组动物腹腔注射L-NAC (325 mg/kg，生理盐水稀释，80mg/ml),对照组腹腔注射等量生理盐水。胃饲苯乙烯、苯乙烯加L-NAC治疗前及3周后应用电位反应测听仪检测短声诱发的动物双侧听性脑干反应阈值（ABR）。大鼠听觉功能检测后，断头处死。三种荧光染料用于苯乙烯及苯乙烯加L-NAC治疗3周后的耳蜗基底膜染色，DNA标记物PI和异硫氰酸荧光素标记的鬼笔环肽染色分别用于观察毛细胞核和纤毛、表皮板形态学变化。为进一步确认凋亡和坏死的毛细胞，对部分耳蜗基底膜进行了TUNEL标记。荧光显微镜下自耳蜗顶回到底回依次计数损伤（核固缩、核肿胀和核缺失）的毛细胞，绘制耳蜗图。
结果实验组L-NAC治疗3周后，短声诱发的平均ABR阈移数值明显低于对照组（P<0.05）。荧光显微镜下观察,异硫氰酸荧光素标记鬼笔环肽染色的实验组耳蜗基底膜外毛细胞表皮板和纤毛损伤程度较对照组轻微。耳蜗形态学定量观察发现，对照组外细胞核损伤（核固缩、核肿胀和核缺失）平均数目为28.3％，而实验组仅为10.6％（P<0.0001）。细胞死亡方式的比较发现，实验组核固缩、核肿胀外毛细胞数目分别比对照组数目减少78％(P<0.001)，23％(P>0.05)。
讨论本实验结果从功能和形态两方面证实L-NAC对苯乙烯致耳蜗毛细胞损伤具有较好的防护作用，其抗细胞凋亡作用更为明显。L-NAC作用的可能机制为：①L-NAC促进GSH的合成，增强GSH-S-基转移酶的活性，具有解毒和抗氧自由基作用。②L-NAC能消除凋亡信号转导的活性氧中间体，干扰凋亡下游信号，阻断细胞凋亡过程。L-NAC对苯乙烯致耳蜗毛细胞损伤的防护机制有待于进一步研究证实。