三价砷进入小鼠胃肠道生物转运途径分析_王春

*基金项目:江苏省高校自然科学基金(08KJD330002);江苏省卫生厅科研项目(X200919);南通市应用研究计划(K2010007)

作者单位:1．南通大学公共卫生学院职业医学与环境毒理教研室，江苏南通226000;2．淮安市淮阴区疾病预防与控制中心作者简介:王春(1972－)，女，江苏南通人，副教授，硕士，主要从事环境毒理研究。

通讯作者:姚陈娟，E-mail:ychenjuan@yahoo．com 【实验研究】

三价砷进入小鼠胃肠道生物转运途径分析*

王春1，陈刚1，仇梁林1，江俊康1，唐勇2，李晓东1，姚陈娟1

摘要:目的探索三价砷进入小鼠胃肠道的生物转运途径。方法雄性小鼠分为对照组、砷染毒组(As3+10 mg/kg)、汞+砷染毒组(Hg2++As3+各10mg/kg)、甘油+砷染毒组(体积比1:1)，进行灌胃染毒和原位小肠灌流实验。石墨炉原子吸收法测定各组小鼠胃肠中段组织中砷浓度，反转录－聚合酶链式反应法对胃肠组织中水－甘油通道蛋白(AQGP3、7、9)基因mRNA表达水平进行半定量检测。结果小鼠砷灌胃染毒后胃和小肠组织中砷浓度分别为(108.62ʃ6.72)和(13.47ʃ2.48)μg/g，胃组织中砷浓度明显高于小肠组织(P＜0.01)。给予水－甘油通道蛋白抑制剂汞或甘油后再给予砷，胃组织中砷浓度分别为(72.05ʃ7.98)、(88.57ʃ9.34)μg/g，肠组织中砷浓度分别为(8.88ʃ0.95)、(8.06ʃ1.20)μg/g，均比单独染砷时明显下降(P＜0.01);原位小肠灌流后汞+砷处理组及甘油+砷处理组小肠组织中砷浓度〔(10.37ʃ0.29)、(10.21ʃ0.44)μg/g〕比砷处理组(13.94ʃ0.78)μg/g明显降低(P＜0.01);胃肠组织中广泛表达水－甘油通道蛋白基因，胃体部AQP3表达水平与空肠比较，差异有统计学意义(P＜0.05)。结论水－甘油通道蛋白可能参与三价砷在小鼠胃肠道的生物转运。

关键词:三价砷;水－甘油通道蛋白;生物转运

中图分类号:R114文献标志码:A文章编号:1001-0580(2011)04-0459-03 Biotransportation of arsenite into gastrointestinal tissues in mice WANG Chun，CHEN Gang，QIU Liang-lin，et al．De-partment of Occupational Medicine and Environmental Toxicology，School of Public Health，Nantong University(Nantong 226007，China)

Abstract:Objective To explore the route of arsenite biotransportation into gastrointestinal tissues in mice．Methods As(Ⅲ)of10mg/kg was administered by gavage or in suit perfusion to male mice with or without Hg(Ⅱ)or glycerol，inhibitors of aquaglyceroporins(AQGPs)．The concentrations of inorganic arsenic(iAs)in stomach body and jejunum were determined by graphite furnace atomic absorption spectrometry(GFAAS)．AQGPs(AQP3，7，9)mRNA expression levels were detected by reverse transcriptase-polymerase chain reaction(RT-PCR)．Results iAs content in stomach(108.62ʃ6.72μg/g)was much higher than that in intestine(13.47ʃ2.48μg/g，P＜0.01)after As(Ⅲ)administration by gavage．The concentrations of iAs were significantly decreased after administration of As(Ⅲ)with AQGPs inhibitors(P＜0.01)．In stomach，the levels of iAs decreased to72.05ʃ7.98μg/g after Hg(Ⅱ)co-administration and to88.57ʃ9.34μg/g after glycerol co-administration．The corresponding iAs levels in intestine were8.88ʃ0.95μg/g and8.06ʃ1.20μg/g，respec-tively．Similar results were obtained in the experiment of in situ perfusion．Compared with the iAs level in As(Ⅲ)treated group(13.94ʃ0.78μg/g)，the iAs levels decreased significantly in Hg(Ⅱ)+As(Ⅲ)group(10.37ʃ0.29μg/g)，as well as in glycerol+As(Ⅲ)group(10.21ʃ0.44μg/g，P＜0.01)．AQP3，7，9mRNA were extensively expressed in gastrointestinal tissues．The expression level of AQP3mRNA in stomach body was much higher than that in jejunum (P＜0.05)．Conclusion Arsenite may be biotransported by AQGPs into murine gastrointestinal tissues．Key words:arsenite;aquaglyceroporins(AQGPs);biotransportation

通过饮水自消化道摄入三价砷是地方性砷中毒发生的主要原因，阐明三价砷在胃肠道的生物转运机制是控制砷进入体内的关键。近年来体外研究结果表明，水－甘油通道蛋白(aquaglyceroporins，AQGPs)与砷的细胞转运有关。AQGP s (AQGP3、7、9、10)属于水通道蛋白家族，除可转运水分子外，还可以转运甘油等中性小分子物质。研究发现与甘油有着类似空间构象、电荷分布且体积稍小的As(OH)3同样可通过AQGPs转运进入细胞〔1〕，但目前研究多集中于低等真核生物细胞如酵母、非洲爪蟾卵母细胞和少数哺乳动物细胞系〔2－5〕。本研究拟探讨三价砷在小鼠胃肠道的生物转运与AQGPs及其表达的关系。

1材料与方法

1.1主要试剂与仪器三氧化二砷(纯度99.96%)(德国Merck公司);硝酸镍(纯度99.999%)(美国Sigma公司);氯化汞(分析纯)(上海试剂一厂);硝酸、双氧水(优级纯)(国药集团上海化学试剂有限公司);Trizol(上海生工生物工程技术有限公司);反转录－聚合酶链式反应(RT－PCR)两步法试剂盒(日本TaKaRa公司);PCR引物(上海英骏公司合成)。AA6800石墨炉原子吸收仪(日本岛津公司);PTC－100PCR 仪(美国MJR公司);Gel DocTM XR凝胶成像分析系统(美国BIO－RAD公司)。

1.2实验动物SPF级雄性ICR小鼠(南通大学实验动物中心)56只，许可证号SYXK(苏)2009－0010，体重为18 22g，普通饲料喂养。

1.3小鼠整体染毒实验将32只小鼠随机分为4组，每组8只:对照组(生理盐水)、砷染毒组(As3+10mg/kg)、汞+砷组(Hg2+10+As3+10mg/kg)、甘油+砷组(体积比1:1)，经口灌胃给予相应受试物，联合染毒组两试剂给予时间间隔10min，灌胃量为0.1mL/10g。染毒2h后，处死小鼠取胃肠组织，用生理盐水冲洗3次，0.2g中段组织用于砷浓度测定。

1.4小鼠原位小肠灌流实验另外24只小鼠随机分为对照组、砷染毒组、汞+砷组、甘油+砷组，每组6只，受试物浓度