第 297 期

研究發展
探討砷在小鼠體內對benzo[a]pyrene 代謝活化途徑之影響
Investigating effects of arsenic on metabolic activation of benzo[a]pyrene in mice

本院環境衛生與職業醫學研究組林嬪嬪研究員獲頒國科會「96年度大專學生參與專題研究計畫研究創作獎」獲獎學生之指導教授獎牌；林嬪嬪研究員於96年7月至97年2月獲國科會補助「大專學生參與專題研究計畫」，計畫名稱為「探討砷在小鼠體內對benzo[a]pyrene 代謝活化途徑之影響」，執行計畫學生為國立交通大學生物科技學研究所許詔淵。

根據行政院衛生署公佈的衛生統計顯示，台灣地區肺癌的死亡率高居癌症死因首位，而先前的研究發現，罹患肺癌的可能原因包括經常暴露特定污染源，例如抽菸、暴露於二手菸或烹飪油煙等。多環芳香烴類化合物（PAHs）是一種廣泛分布於環境中的污染物，通常是有機化合物不完全燃燒所致。Benzo[a]pyrene (BaP)是PAHs中的成員之ㄧ，因其強致癌性及強突變性，BaP在1983年被國際癌症研究署（International Agency for Research on Cancer，IARC）歸類於2A類的致癌物。近年來由於PAHs及其衍生物具有極高之致突變性及致癌性，且散布相當廣泛，其中以BaP因其強致癌性及強突變性，引起最多學者討論。重金屬砷被認為是一個全球性的毒性物質，砷的暴露除了與皮膚癌有著密切關係外，科學界現在也一致認為肺也是砷的毒性標的器官，由砷所造成的肺癌死亡率在砷引發的死亡率中排行第一。

研究發現，吸菸者長期因飲用含砷的水而過度砷暴露，會增加罹患肺癌的風險。近期的研究指出，在肝癌細胞株中，砷會增加BaP的致癌性。此研究假設：在砷及BaP共同暴露時，砷會影響BaP的代謝，促使代謝活化BaP的相關酵素CYP1A1、CYP1B1的表現量增加，經由這2種細胞酵素代謝的改變，導致BaP被代謝成致癌性代謝物BPDE的可能性增加，進而增強BaP之致癌性和致癌潛力。此研究以活體動物試驗的方法，探討在單獨或共同暴露無機物砷及BaP的情況下，砷對CYP1A1、CYP1B1的mRNA量、酵素的活性和蛋白表現量的影響及其表現的細胞種類。

砷的單獨致癌性並不強，在動物體內，通常需要其他的致癌物質的交互作用產生誘發腫瘤的形成。因此實驗以每天灌食小鼠0、10 及 20mg/kg等劑量的亞砷酸鈉(NaAsO2)水溶液長達10天之後發現，雖然砷使肺臟的CYP1A1 mRNA累積量上升約4倍，但不影響CYP1B1mRNA累積量；接著利用組織免疫染色法觀察在肺組織切片上，CYP1A1所表現的細胞型態及表現量是否會被砷誘發而增加。結果發現隨著砷的濃度增加，其CYP1A1的蛋白表現量也越多，可確定砷會誘導肺組織中CYP1A1的蛋白表現，且表現在肺組織的上皮細胞中。最後以EROD（ethoxyresorufin O-deethylation）酵素活性測試法比較在肺組織中CYP1酵素活性，也發現砷暴露會酵素活性約4倍。本研究結果首次在動物試驗證實，砷暴露會增加肺上皮細胞CYP1A1蛋白表現及活性，提供一個新的機轉來解釋砷如何加強其他環境毒物的致肺癌性。此研究部分結果已發表於Toxicological Sciences，2009。


《資料：許詔淵提供；文：編輯中心陳筱蕾整理；審校：林嬪嬪研究員》