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0前言
水是人類及一切生物賴以生存的不可缺少的重要物質,也是當今社會發展不可或缺的極其寶貴的自然資源。然而,隨著社會人口的激增、工農業的迅猛發展,人們對水的需求與日俱增,我們真面臨著水資源短缺的狀況。同時,生活水平的提高,國家工業化也使得我們的水質開始不斷惡化,造成有水不能用的局面。這就需要我們加強對水污染問題的關注,尤其是與我們日常生活密切相關的水源地水。
1水資源概況
我國水資源總量為2788km3,然而可利用量僅占總量的29%,約8140億m3;人均占有量僅為2173m3,僅為世界人均水平的1/4,排在世界的121位。且我國水資源分布嚴重不均勻,南方地區水量充沛,而北方地區則嚴重缺水。因此我國已處于嚴重缺水的邊緣。江蘇地處中國東部沿海地區,水資源相對較豐富。省內河網密布,湖泊眾多。北有淮河、洪澤湖,南有長江、太湖。而且受亞熱帶季風氣候影響,境內雨量充足,省內各地多年的平均降水量在800~1100mm之間。不僅地表水豐富,江蘇的地下水資源同樣豐富。全省地下水總量在151.77億m3。雖然江蘇的水資源比較豐富,但是其水資源現狀并不是很樂觀。首先豐富的水資源中有很大一部分是過境水,其次水源污染情況較為嚴重。隨著工業化和城鎮化的快速發展,我省水源污染程度排在全國前列。目前我省70%以上的水低于Ⅲ類水標準,僅有少部分河段———蘇北大運河揚州至淮安段等達Ⅱ類水標準。達Ⅰ類水標準的水源幾乎不存在。從各項檢測數據來看,我省水源污染的主要原因還是N、P超標。例如太湖,每年都會有不同程度的藍藻爆發。尤其是2007年那次,引起自來水水質突然變化并有惡臭,無法飲用,給人們的生活帶來很多的不便。其它的湖泊雖然不曾象太湖那樣,但也有不同程度的富營養化。所以盡管水資源豐富,但還是一個缺水的省份———水質型缺水。
2農村水源的污染源
農村水源污染的原因主要有以下兩種:
(1)日常生活污水、人和牲畜產生的糞便。由于農村人口居住較為分散,基礎設施并不完善,無法對日常產生的污廢水進行收集處理。因此通常情況下就是直接排放到最近的水體中,從而使水中的有機物含量上升導致水質慢慢惡化。同時糞便中存在的病菌也被帶入水中,對人們的安全用水產生影響。農戶家里基本上都有一口井作為其日常的水源,但是雨水會將上述的幾種污染物沖入井中,這樣不但污染了地下水,而且人吃了井水也會生病。
(2)農業生產。農業生產離不開農藥和化肥的使用,而農村水源正是一個典型的受此污染嚴重的地方。下雨、農業退水將農藥、化肥中的N、P帶入天然水體,使得這些物質一方面在生物體內富集,間接危害人類的身體健康;另一方面導致水中的藻類大量爆發,使水質惡化,直接影響人們的使用。但是隨著工業化的發展,農村水源的污染源不僅僅是以上兩方面。現在,城市用地的緊張以及對環境的要求提高,使得很多企業將其工廠建立在農村。雖然給人們的收入提高帶來希望,但同時也給人們帶來了隱患。處理工廠生產時產生的污水是一筆不小的開支,有些企業為了利益的最大化,盡管安裝了處理設備,但也只是做做樣子、應付檢查而已,更有甚者將廢水注入地下水中。我們知道地下水的更新周期很長,一旦受到污染無疑是遭到毀滅的打擊。更何況農村人們的飲用水水源主要來自地下水,因此我國很多地方都出現了癌癥村,江蘇也不例外。
3水樣收集及化驗分析[1][2][6]
3.1水樣采集點
在充分考慮代表性的情況下,我們將水樣的采集點分布在以農村人口比例相對較高的蘇中,蘇北地區;水源類型包含河流水、湖泊水、地下水及水庫水,基本上攘括了江蘇省內所有的水源類型。以下是我們選取江蘇的四個市11個點作為水樣的采集點(見表1)。
3.2水樣的存儲及檢測設備
檢測標準及方法:按照《地表水環境質量標準》(GB3838-2002),《江蘇省農村集中式生活飲用水衛生監測管理辦法》,《生活飲用水標準檢驗方法》(GB5750-200)。樣品采集:采樣點選擇在水源地的取水口處,水樣存放在聚乙烯塑料瓶中,每個采樣點3*500mL/瓶。儀器及試劑:由當地質檢部門提供儀器及試劑;儀器主要有原子吸收分光光度計;離子色譜儀;精密pH計等。試劑主要有高錳酸鉀、草酸鈉、營養瓊脂、乳糖蛋白胨培養液、伊紅美藍培養基、純水等。檢測項目:水源水檢測色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物、pH值、總硬度、鐵、錳、砷、汞、鎘、鉛、氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、氟化物、氨氮、硝酸鹽、耗氧量、菌落總數、總大腸菌群、耐熱大腸菌群共22項。
3.3分析結果
部分檢測結果見表2。數據分析:通過上述表格中所列舉的各項指標及參數,我們可以發現,不同地區不同類型水源的水質存在較大差異。地區差異:洪澤地區的水硬度較高,而海安地區水的色度較高,平均水平在10度左右,而其它地區均低于5度。隨著水樣地點緯度的增高,水中氟的含量也明顯上升,徐州地區的水中氟的含量要遠高于其它三個地區,其次便是洪澤地區。水源類型差異:洪澤縣縣城及江都市的水源主要為地表水,這些水中氮的含量明顯高于地下水,還有例如硫酸鹽,氯化物等含量也比較高。而其它地區的地下水水源中鐵、錳、溶解性總固體的含量都比較高。結論:上述表中各項指標均達國家標準。另外我們對一些毒理性指標--鉛、汞、鎘等也進行了檢測(未列入上表),發現所有指標均符合國家標準。故所調查地區的水源地水質是符合國家標準的。
4問題發現
在調查的過程中我們也發現了很多問題,現將列舉如下:
(1)首先由我們從各水源地取出的水樣檢測表明,每個水源地水質是符合國家標準的。但是由于我們樣品只能代表該地區某一天的水質情況,在時間上不具代表性。因此,我們向當地的疾病控制中心了解了該地區水質的總體情況。我們將了解的情況進行總結,總的來說這些地區水源地的水質指標絕大多數是符合國家標準的,僅僅存在地下水的極個別的指標有時會超標。典型的就是鐵、錳超標,這是受地質條件的影響,江蘇省幾乎所有的地下水都存在這個問題。其次就是徐州地區的地下水氟的含量超標,如果長期飲用,輕則造成氟斑牙,重則引起氟骨癥。
(2)水源地保護意識有待加強[3],水源地保護措施還需繼續完善。我國相關法律、規范規定:水域范圍為取水口半徑1000米范圍的區域;陸域范圍為取水口側正常水位線以上陸域半徑200米的陸域為一級保護區;水域范圍為一級保護區外半徑2000米的水域;陸域范圍為二級保護區水域周邊山脊線以內(一級保護區以外)的區域為二級保護區;二級保護區以外的湖庫流域面積(155平方公里)為準保護區。一二級保護區內禁止存在違章建筑。且一級保護區內不得存在影響水質的運輸作業,不得有養魚的行為,不得存在對水質有影響的工廠以及生活污水的排放。我們在調查的過程中發現,有很多地方水源地保護區的工作做的還是相當不錯的,在水源地保護的范圍內不存在違章建筑、工廠、養殖等現象,而且在保護區的范圍內做好綠化工作,因此基本上達到了國家的要求。但是同樣也存在著一些問題,有些保護區內并沒有嚴格按照要求來執行。普遍的問題就是保護區內有航道,個別的保護區內存在著船廠、水泥廠等對水源有污染的工廠。在一些地下水源保護區,由于人們的意識淡薄,管理沒有到位,保護區周圍不僅堆放著垃圾,還有農田的灌溉溝渠及茅廁,有害物質會隨著時間的延長慢慢滲入地下,造成地下水的污染。
(3)加強監管。鄉鎮水廠大都采用的是地下水,因為水質良好,處理工藝簡單,所以水廠的占地面積不是很大,基本上就是幾間房子。而且日常的管理基本上是承包給私人的,因此在日常監管上存在著問題。有些水廠的泵房離辦公區很遠,平時只是將泵房的門鎖上,并且時常處于無人看管的狀態。廠內的員工絕大部分都不具備相關的專業知識,工作期間內經常做些別的事。還有鄉鎮水廠的出廠水最為普遍的一個現象就是余氯不足。一方面是因為水中氯含量高的話會對人們養的雞鴨等造成影響;其次就是有關人員為了節省費用故意不加,我們在一些水廠的泵房里看到加氯設備,但就是管道沒有與供水管相連,這些設備只是在上面檢查的時候才用。
5解決方法
5.1加強立法[5][7]
我國飲用水源保護的法律主要是《環境保護法》、《水法》和《水污染防治法》。現行的法律主要針對的是城市飲用水源,對于農村的關注較少。其次,有些規定過于籠統,缺乏可操作性。農村的水源除了集中水源外主要還是以分散水源為主,然而我國在這一方面的法律存在空白。我們對地下水的污染關注還不夠,有些企業為了降低排污費用,將污水灌入地下使得地下水遭受污染。某環境署官員曾表示,我們的城市地下水有近90%已受到污染。因此,我們必須完善我們的法律,加大對破壞水源的違法行為的懲處力度,建立完善的地下水評價和監測制度和飲用水源污染損害的認定和評估制度,進而使我們的生活水源得到有效的保證。
5.2完善城市管網等基礎設施
隨著我國城鎮化的發展,農村人口已慢慢脫離以往的散居生活方式。因此我們要不斷地完善我們的基礎設施。(1)我們要完善我們的城市管網。城市管網的建設一來可以使我們的水源相對集中,不僅方便管理還可以使水資源得到最大的利用。同時飲用水的集中生產與運輸可以方便日常管理,降低二次污染的可能性,使得人們飲水安全得到保證。(2)二來可以將居民的生活污水通過污水管網統一收集起來。我們還要興建污水處理廠,與污水管網一道對生活污水進行處理,這樣可以有效的預防我們的生活污水對水源地的污染。
5.3做好宣傳工作
我國農村人口受教育的程度普遍不是很高,缺乏水源保護及飲用水安全的意識,這就需要我們做好宣傳工作。我們要充分利用每一個媒介例如報紙、廣播、電視等新聞媒介和鄉村集市、廟會等對他們進行宣傳。強化公眾的資源、環境、生態意識,提高節約用水、保護水資源的自覺性。讓人民群眾懂得保護水源地是每個公民的義務和責任。使其明白我國水資源現狀及保護飲用水水源的重要意義。這樣可以讓人們在日常的生活工作中自覺的去保護我們的水源地,減少我們的工作壓力。
關鍵詞:地質災害氣候
Abstract: In this paper, according to the China Meteorological Administration, "flash floods geological disaster prevention meteorological support engineering construction guidance program in conjunction with local business layout, system functions and related equipment technical indicators and give full consideration to the actual development needs of the future business of the unit.
Keywords: geological disasters, climate
中圖分類號:P429 文獻標識碼:A 文章編碼:
隨著惡劣天氣的增加,我縣受沂蒙山區特有地形地貌和氣候特征的影響,氣象災害的突發性、異常性、不可預見性日益突出,導致山洪地質災害發生的可能性增加。山洪地質災害防御區域的黨政部門和民眾迫切需要第一時間獲取氣象災害預警信息,以便爭取寶貴時間采取防范措施,最大限度降低人民生命財產損失。目前防治區內由于缺乏必備的預警信息手段,現有的氣象災害預警信息網絡覆蓋范圍有限,部門間短時臨近預警應急聯動機制尚需完善,基層氣象防災減災應急預案體系尚需健全。所以應盡快強化氣象災害監測、預警、預報能力建設,健全氣象災害應急體系和氣象災害聯防協防機制,增強防災減災能力,減少氣象災害造成的社會經濟損失的要求十分迫切。
沂水縣氣象局根據中國氣象局《山洪地質災害防治氣象保障工程建設指導方案》中的相關內容,結合本地當前業務布局、系統功能及相關設備技術指標,充分考慮未來本單位業務實際發展需求。力爭用五年時間內建立和完善山洪重點防治區域自動雨量站、數據處理中心、預警系統、預報服務系統、綜合氣象業務平臺。來實現該區域由氣象要素暴雨等誘發山洪地質災害能夠及時準確的監測和數據快速收集處理,提高流域災害性、突發性天氣的監測能力;通過預報業務平臺和預警服務系統的建設,提升省級和縣級臺站的流域災害性天氣預報精細化、短時臨近暴雨預報預警能力和預警信息的直通能力,將預警信息直接發送到相關決策部門和受影響人群當中。增強防御洪澇和山洪地質災害的能力,完善防災減災長效機制,確保人民生命財產安全,為社會經濟發展提供保障。
關鍵詞:鐵路;取棄土場;選址;防治措施
1 工程和項目區概況
新建鐵路廬銅線廬江至銅陵段項目位于安徽省中南部,線路從安徽省廬江縣引出,經蕪湖市無為縣,至銅陵市銅陵縣終止,線路總長115km。設計鐵路等級為國鐵一級,設計時速120km/h。全線路基長72.11km;特大、大中橋梁24座,總長40.569km;全線設車站10座。工程總占地面積521.6hm2,其中永久占地427.35hm2,臨時占地94.25hm2;全線土石方開挖321.32萬m3,回填565.28萬m3,借方278.66萬m3,棄方34.7萬m3;共設置取土場8處,棄土場6處。
項目區沿線具有長江中下游氣候特點,屬亞熱帶濕潤季風性氣候。多年平均降雨量1300mm,蒸發量900mm。土壤大致分布規律是:在沖積平原和河漫灘一帶,以潮土、水稻土為主;在崗地、丘陵山地上,廣泛分布紅壤土類、黃棕壤、石灰土等地帶性土壤。地貌以長江沖積平原和二級階地(崗地與坳谷)為主,丘陵沿線零星分布。項目區位于南方紅壤丘陵區,土壤侵蝕以輕度水力侵蝕為主,容許土壤流失量為500t/km2.a,屬安徽省水土流失重點監督區,執行水土流失防治建設類二級標準。
2 取棄土場選址
2.1 取土場
取土是造成水土流失的一個重要方面,結合沿線地形、地質、環境、運輸條件等,在征求有關部門意見后,經綜合考慮選定取土場。取土場一般優先選擇在坡前崗地、旱地。為了減小取土場占地面積,在施工方便,保證邊坡穩定的前提下,適當加大取土深度。設計時考慮邊坡的穩定性,結合地質情況確定取土場開挖邊坡。
本項目需借方278.66萬m3,規劃取土場8處,分別為白兔山、油坊、張村、下沖、侯家、漢王村、松院、王圩村,占地面積26.83hm2。取土場地貌類型為山地和崗地,占地性質主要為林草地。
2.2 棄土場
棄土場選址原則:交通方便,盡量減少臨時施工道路長度和棄土運距;節約用地,少占耕地和林地,盡量選擇在容量大、占地少的山坳或水塘;盡量遠離河岸,不侵占洪道;盡量避開公路和村莊的可視范圍;避開滑坡、崩塌等地質災害地段。
工程全線棄方總量為34.7萬m3,棄方主要為清基土、拆遷棄土、圍堰淤泥、鉆孔棄土以及其他無法利用土方。根據沿線地形及交通情況,鐵路沿線布設高頭胡家、吳家院、山東村、謝家橋、奈家沖、西山嶺共6處棄土場,總占地面積6.42hm2,棄土場地貌類型為凹地,占地類型為林草地。
3 取棄土場選址的合理性分析
3.1 取土場選址的合理性分析
通過對沿線設置取土場的地形地貌、植被情況、道路、高程、面積及周邊水系情況進行了詳細調查,沿線取土場數量8個,除橋梁外,路基共長72.11km,也就意味著每9km設1處取土場,而且取土場的選址考慮了大的填方路段及站場。取土深度根據取土場地形條件確定,崗地取土深度大多為10m,取土結束后,其與周邊地面高程基本齊平,優先恢復成耕地;低山取土最大深度16m,取土深度為所選取的山坡高程至山腳,并采取邊坡防護措施,取土結束后進行土地整治,恢復成林草地。
取土場選址不在縣級以上人民政府劃定的崩塌和滑坡危險區、泥石流易發區內,避免發生崩塌和滑坡。型式為山坡及崗地取土,占地類型主要為疏林地,滿足少占耕地和林地的原則,選址符合水土保持要求。各取土場選址不在《開發建設項目水土保持技術規范》(GB50433-2008)的限制性規定之列。各取土場相對獨立,新增水土流失不會造成大面積危害。根據各取土場土壤、植被條件,地表具有一定的抗侵蝕能力,為了盡量減少項目施工對當地耕地占用的影響,施工結束后對取土場施工跡地全部采取復耕或林草措施。
3.2 棄土場選址的合理性分析
通過對沿線棄土場的地形地貌、植被情況、道路、高程、面積等情況進行了勘查,棄土場的設置根據區間集中棄土情況,從分布情況看,每個縣級行政區劃各設置兩個棄土場。棄土場基本為凹地和未利用土地,根據沿線公路及鐵路建設情況,合理選擇已經棄土的區域,因此可以最大限度的利用施工便道和攔擋措施。所在凹地匯水面積不大,不會因雨水造成大面積沖刷。
根據實地查勘,各棄土場選址不在《開發建設項目水土保持技術規范》(GB50433-2008)的限制性規定之列,在占地上盡量避免了占用基本農田。根據土地利用規劃,棄土結束后進行覆土造地,土地利用方向主要是耕地或林業用地。
4 取棄土場水土保持防治措施
4.1 取土場防治措施
4.1.1 工程措施
表土剝離:取土前,對取土區采取表土剝離措施,剝離厚度按30cm考慮,后期用于整地復耕或植被恢復用土。
土地整治:根據取土區布設情況,崗地取土區施工結束后,其高程與周邊地面基本一致,可采取土地整治措施予以恢復,優先恢復成耕地交還給當地村民。山地取土結束后,對取土場跡地進行平整,恢復植被。
邊坡防護:山坡地開挖形成的邊坡采用攀緣植物防護,設計栽植爬山虎。當開挖邊坡高度超過6m時應設置一道馬道,馬道寬度2m。
截排水溝:取土場周邊和開挖坡面應修建排水設施,攔截坡面上方來水及引排周邊集水。為防止坡面洪水直接沖刷,導致水土流失和坡面滑坡,在取土場周邊布設排洪溝與原排水系統連接,水頭高差大于5.0m的陡坡地段,設置消能設施。
4.1.2 植物措施
取土結束后,對取土場形成的平面進行覆蓋表土,整治后撒播狗牙根草籽;山坡地開挖形成的邊坡采用攀緣植物防護,設計栽植爬山虎。
4.1.3 臨時措施
取土場剝離表土臨時堆放在取土場的一角,并采取袋裝土攔擋,項目區降雨集中且豐沛,施工年限近3a,需在其表面撒播草籽進行防護。
取土場采取分層分級開挖,為防止施工過程中開挖土石料在雨水作用下沿山體流失,需在開挖面周邊設置臨時排水溝。
4.2 棄土場防治措施
4.2.1 工程措施
表土剝離:施工前剝離表土,用于棄土場后期覆土綠化。
攔擋工程:本項目棄土場容量在3.0~15.0萬m3之間,棄土高度基本為8.0m,因此必須在適當位置修建擋渣墻進行攔擋,以防渣體失穩破壞。擋墻墻可充分利用當地材料,采用M10漿砌石重力式結構,其整體穩定性好。根據《開發建設項目水土保持技術規范》,需對擋渣墻抗滑、穩定進行分析驗算。
排水工程:棄土場周邊應修建排水設施,用以攔截坡面上方來水及引排周邊集水。為防止坡面洪水直接進入棄土場,導致松散的渣場危害,在渣場周邊布設截洪溝與原排水系統連接,因截洪溝與原有水系水頭高差不大于5.0m,不考慮設置消能設施。
4.2.2 植物措施
棄土場堆放結束后,渣頂高程基本與現狀地面高程齊平,宜采取土地整治措施,整治后土層表面撒播狗牙根草籽防護。
【摘要】目的: 觀察H2O2對人低分化鼻咽癌細胞(CNE2Z)生長、增殖能力的影響,并探討其可能機制。方法:用MTT及平板克隆形成實驗、Western Blot等檢測H2O2誘導CNE2Z后增殖能力、EGR1、p53、p16、Cyclin D1的表達。結果:不同濃度H2O2可不同程度地抑制CNE2Z細胞的生長增殖能力,同一時間點各實驗組細胞抑制率相比差異有統計學意義,抑制率與H2O2濃度間表現出明顯的劑量效應關系。平板克隆形成實驗的抑制率較MTT更明顯。CNE2Z無EGR1、p16蛋白表達,可見p53、Cyclin D1蛋白表達;誘導培養后EGR1、p53、 Cyclin D1蛋白表達明顯增加。結論:一定濃度的H2O2能抑制CNE2Z細胞生長,其作用可能與EGR1及p53蛋白表達增強有關;Egr1基因在CNE2Z中具有可誘導性,在腫瘤治療中有一定的應用前景。
【關鍵詞】 人低分化鼻咽癌細胞;H2O2;腫瘤相關基因;細胞培養;腫瘤治療
【Abstract】 Objective: To observe the effects of H2O2 on the proliferation of nasopharyngeal carcinoma cell line (CNE2Z) and study the possible mechanisms. Methods: The CNE2Z cells were treated with H2O2; the assays of MTT and plate colony formation were used to measure the ability of proliferation of CNE2Z cells; the western blot was used to detect the protein levels of Egr1, p53, p16 and cyclin D1. Results: In a dosage dependent manner, H2O2 inhibited the proliferation of CNE2Z cells, shown by both the MTT and plate colony formation assays with stronger displaying in the plate colony formation assay; without treatment of H2O2 CNE2Z cells express slight p53 and cyclin D1 proteins but no detectable Egr1 and p16 proteins; after treatment with H2O2, CNE2Z express significant higher proteins of Egr1, p53 and cyclin D1 with no detectable change p16 protein. Conclusion: H2O2 might inhibit the proliferation of CNE2Z through increasing the expressions of Egr1 and p53 proteins; since Egr1 expression was inducible, Egr1 might be a target in the tumor therapy.
【Key words】 nasopharyngeal carcinoma; H2O2; tumor therapy; tumor proliferation
鼻咽癌(NPC)是一種具有顯著種族及地理分布特點的惡性腫瘤,以我國華南及東南亞地區高發。鼻咽癌的治療目前仍以放射治療為主,但5 a生存率低于50%,遠處轉移或復發是鼻咽癌患者死亡的主要原因。H2O2可以增強放射抵抗細胞的放射敏感性,放射后細胞ROS (Reactive oxygen species) 生成減少是腫瘤細胞的放射抵抗的重要原因。本實驗觀察H2O2對鼻咽癌細胞生長、增殖的影響及其相關癌基因的表達。
1 材料與方法
1.1 材料
細胞系:人鼻咽低分化鱗癌細胞系CNE2Z,廣東醫學院病理學教研室建株保存。
1.2 主要試劑
兔抗人EGR1多抗(Santa Cruz, USA Cat:SC110);小鼠抗人p53單抗(野生型,英國曼徹斯特Paterson癌癥研究中心分子生物系提供);小鼠抗人p16單抗(DAKO,Cat:SC245);小鼠抗人Cyclin D1單抗(Santa Cruz,USA Cat:SC19992);HRP標記山羊抗兔IgG(H+L)(北京中山,Cat:ZB2305);Western Blotting Luminol Reagent (Santa Cruz, USA Cat:SC2408);X線片(Koda,USA);顯影液、定影液(廣州天朗涂料化工有限公司)。
1.3 細胞毒實驗(MTT法)
取對數生長期細胞(細胞密度為1×105~2×105 /mL),接種于96孔培養板(200μL/孔)。待細胞長成單層后,換以含H2O2 的培養液使其終濃度分別為0、15、25、50 μmol/L,然后分別培養2、4、6 h,再加入MTT 15μL/孔(濃度為5 mg/mL),37 ℃培養箱中放置4 h后終止培養;吸棄各培養孔內上清液,于每孔加入150μL的二甲基亞砜,震蕩搖勻,37 ℃放置2 h,在全自動酶標儀上以波長490nm及570 nm測各孔吸光度,結果以各組6孔OD均值±標準差(±s)表示。計算H2O2對細胞增殖的毒性以抑制率來反映,其抑制率(IR)的計算公式為:細胞抑制率IR(%)=(對照組OD值實驗組OD值)/對照組OD值×100%。
1.4 平板克隆形成實驗
取對數生長期細胞以每孔300個接種于24孔培養板,觀察不同濃度(15、25、50μmol/L)的H2O2 使用液,培養2、4、6 h后,繼續常規培養7~10 d。計算每孔的克隆數,50個細胞以上者計為一個克隆,并按以下公式計算克隆形成率。克隆形成率(%)=平均克隆數/接種細胞數×100%;抑制率(%)=(對照組克隆數實驗組克隆數)/對照組克隆數×100%。
1.5 Western Blot印跡
取對數生長期細胞分別處理后0 min、15 min、30 min、60 min、2 h、4 h、6 h收集細胞,抽提細胞總蛋白。蛋白定量按BCA試劑盒說明書進行。細胞總蛋白抽提 取對數生長期細胞接種80 mL培養瓶,置于CO2培養箱中培養20 h后,將培養液分別換成空白對照液和50μmol/L的H2O2 使用液繼續培養,分別于處理后0 min、15 min、30 min、60 min、2 h、4 h、6 h抽提細胞總蛋白;SDSPAGE 按照操作手冊安裝BioRad公司的微型垂直板電泳槽,制備0.75 mm厚的聚丙烯酰胺凝膠,注意防止滲漏。根據目的蛋白的分子量確定所需SDSPAGE分離膠的濃度;EGR1、p53和Cyclin D1配制10% SDSPAGE分離膠;p16配制12% SDSPAGE分離膠。轉膜;蛋白印跡 EGR1 1∶300,p53 1∶500,Cyclin D1 1∶300,p16 1∶1000。檢測EGR1、p53和Cyclin D1蛋白表達,采用圖像分析軟件Scion Image(Beta 4.0.2版,Scion Corporation,USA.),測量各蛋白的相對表達量。
1.6 統計學處理
實驗數據采用統計學軟件SPSS 11.0 進行統計分析,行方差分析、q檢驗和相關分析,以P
2.1 不同濃度H2O2對CNE2Z細胞增殖的影響
MTT及平板克隆形成實驗結果表明,不同濃度H2O2可不同程度地抑制CNE2Z細胞增殖,同一時間點各實驗組細胞抑制率相比差異有統計學意義(P
2.2 Western Blot 結果
CNE2Z細胞缺失EGR1、p16蛋白表達,可見p53、Cyclin D1蛋白表達;50μmol/L H2O2誘導培養后,可見EGR1迅速表達,15 min開始出現,2 h左右即達到最大值,隨后表達趨于消失; p53蛋白誘導表達明顯增加,與EGR1蛋白表達水平呈正相關(r = 0.883,P = 0.008),其中4 h的相對表達量較其他時間點均高,隨后表達減低,差異有統計學意義(P
圖1 H2O2誘導前后EGR1、p53、Cyclin D1在CNE2Z細胞中的表達
圖2 H2O2誘導前后EGR1、p53、Cyclin D1在CNE2Z細胞中的表達
3 討論
H2O2對腫瘤的發生、發展有雙重影響[1]。一方面它具有抑制細胞DNA損傷后修復、形成DNA堿基加成物、影響細胞內信號轉導途徑、改變細胞粘附特性、促進表達VEGF等多項作用,因而能促進腫瘤的發生與發展;另一方面,H2O2具有誘導細胞凋亡及壞死、抑制細胞增殖等功能,因此又具有一定的抗腫瘤作用。放射線、紫外線及某些抗生素類的抗癌藥物治療腫瘤的機制之一即是通過氧化應激作用來實現的,研究認為腫瘤細胞的放射抵抗至少部分是由于放射后細胞ROS生成減少所致,而H2O2可以增強放射抵抗細胞的放射敏感性,因此探討H2O2對腫瘤細胞生長、增殖的影響及其機制有一定意義。
本實驗結果顯示H2O2可誘導EGR1表達,2 h左右即達到最大值,隨后表達趨于消失; p53蛋白表達明顯增加,與EGR1蛋白表達呈正相關。Egr1是腫瘤細胞的一個抗增殖信號,可促進細胞凋亡[23]; Egr1基因啟動子具有可誘導性,輻射可以誘導其蛋白表達,其表達在輻射所致的細胞生長抑制及凋亡中具有重要意義[45]。適當濃度H2O2在體外實驗中能一定程度抑制腫瘤細胞生長、增殖,誘導凋亡,H2O2能抑制鼻咽癌細胞生長及凋亡可能與EGR1蛋白的誘導表達有關,其途徑可能是通過依賴p53途徑起作用。研究表明 NPC 中 p53 基因突變很少見,但是免疫組化證實 p53 過表達比較常見,其原因可能是負責 p53 降解的酶通路失活或是細胞、病毒基因產物干擾了某些功能的結果,而 p53 積聚對鼻咽癌細胞生長有一定優勢作用。細胞周期素對維持細胞正常周期進程具有重要意義,其中 Cyclin D1 在 G1/S 期轉換中發揮重要作用[6]。Cyclin D1 可與 CDK4/6 結合而使 pRb 磷酸化,高磷酸化的 pRb 隨之釋放轉錄因子E2F,使細胞由 G1 期進入 S 期,因此 Cyclin D1 可通過調節細胞周期使之始終處于旺盛分裂狀態而促使細胞惡性變。已發現多種腫瘤中都有 Cyclin D1 的高表達,因此細胞增殖能力旺盛,能夠不斷分裂增殖而最終形成腫瘤。本實驗顯示H2O2能誘導Cyclin D1蛋白表達逐漸增強,60 min左右即達到最大值,最后表達趨于減弱,Cyclin D1蛋白表達趨于減弱與EGR1蛋白表達增強密切相關,H2O2能抑制細胞生長及凋亡可能與Cyclin D1表達減弱及EGR1蛋白表達增強有關。p16是目前腫瘤研究中的熱點,已證實在多種腫瘤中發揮抑癌基因的作用,其編碼產物通過與 Cyclin D1競爭結合 CDK4/6,阻止 pRb 磷酸化,使細胞分裂在G1 期受阻。因此 p16 的功能是通過 pRb 依賴性途徑而實現的,并且在體內存在p16、CDK 及 pRb 的負反饋調節環路。當 p16 基因失活時其蛋白不能正常表達,從而增加 Cyclin D1 與 CDK4/6 的結合,進一步刺激細胞分裂、異常增殖而致腫瘤發生。
Chung等[7]研究發現在缺失野生型p53的人肺癌細胞系H1299中,H2O2可通過轉錄因子激活p21途徑而使細胞周期阻滯于G2/M期,與我們的實驗結果有所差別。由于CNE2Z細胞系中尚存在一個野生型p53等位基因,因此我們推測H2O2可以通過誘導EGR1表達并進一步激活野生型p53而致細胞周期阻滯于G1期,兩者可能在H2O2所致的細胞生長抑制及凋亡中起重要作用。我們在實驗中發現H2O2可以誘導CNE2Z細胞表達EGR1,EGR1表達有助于提高腫瘤細胞的放射敏感性,因此在腫瘤放射治療中,聯合應用H2O2對某些具有放射抵抗的腫瘤可能具有一定的意義。
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[關鍵詞] 支氣管哮喘;CD4+;CD8+;CD4+CD25+;T細胞;肺功能
[中圖分類號] R562.25 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210(2016)06(b)-0093-04
支氣管哮喘(bronchial asthma)是由免疫機制介導的慢性肺部疾病,患者發病時常伴有體液免疫及細胞免疫功能異常[1-2]。大量研究表明,支氣管哮喘患者外周血淋巴細胞亞群水平增高與哮喘發作密切相關[3-4]。本研究通過檢測支氣管哮喘患者外周血CD4+、CD8+T細胞、CD4+CD25+調節性T細胞(CD4+CD25+Treg)水平,并對患者進行肺功能檢測,探討支氣管哮喘患者外周血T細胞與肺功能的相關性,為支氣管哮喘的免疫預防和診斷提供理論參考。
1 資料與方法
1.1 一般資料
收集2012年3月~2015年6月北京市房山區中醫醫院(以下簡稱“我院”)呼吸科收治的支氣管哮喘患者106例。入組患者均符合中華醫學會呼吸病學分會哮喘學組制訂的支氣管哮喘防治指南(支氣管哮喘的定義、診斷、治療和管理方案)診斷標準[5],其中,急性發作患者(急性發作組)59例(輕中度38例,重度21例);非急性發作患者(非急性發作組)47例。排除患有其他肺部疾病者(包括肺纖維化、肺癌、支氣管擴張等);心腦血管疾病、高血壓、糖尿病患者;合并肝腎功能不全者;近期使用過免疫抑制劑者。收集同期在我院進行體檢的72例健康者作為對照組。所有入組研究對象的年齡、性別等基本資料差異無統計學意義(P > 0.05),具有可比性。見表1。
1.2 方法
1.2.1 肺功能檢查 對所有研究對象采用美國麥加菲肺功能儀測定肺功能。主要檢測指標為肺活量(VC),一秒用力呼氣容積占用力肺活量的百分比(FEV1/FVC%)及呼氣流量峰值(PEF)。
1.2.2 外周血CD4+、CD8+T及CD4+CD25+Treg水平測定 采用Beckman Coulter流式細胞儀檢測,CellQuest軟件計算陽性細胞數量。所有研究對象抽取1次清晨空腹外周靜脈全血5 mL,檢測過程嚴格按照試劑盒說明書進行操作,CD4-FITC、CD8-FITC試劑盒購于BD Bioscience公司,CD25-PE、4-FITC/8-PE/3-PC5試劑盒購于Beckman Coulter公司。
1.3 統計學方法
采用SPSS 19.0統計學軟件進行數據分析,計量資料數據用均數±標準差(x±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t檢驗;計數資料用率表示,組間比較采用χ2檢驗;相關性分析采用Pearson檢驗。以P < 0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 三組肺功能指標比較
非急性發作組及急性發作組的VC、FEV1/FVC及PEF值與對照組比較均顯著降低(P < 0.05);與非急性發作組比較,急性發作組患者三個指標均明顯偏低(P < 0.05)。見表2。
2.2 三組外周血CD4+、CD8+T細胞、CD4+CD25+Treg水平比較
非急性發作組及急性發作組CD4+T細胞水平、CD4+CD25+Treg水平及CD4+/CD8+比值明顯低于對照組,CD8+T細胞水平、CD4+CD25+Treg/CD4+比值顯著高于對照組(P < 0.05);與非急性發作組比較,急性發作組CD4+T細胞水平、CD4+CD25+Treg水平及CD4+/CD8+比值顯著降低,CD8+T細胞水平、CD4+CD25+Treg/CD4+比值顯著升高(P < 0.05)。見表3。
2.3 急性發作期患者CD4+、CD8+T細胞、CD4+CD25+Treg水平與肺功能的相關性分析
急性發作期患者外周血CD4+T細胞水平與VC、FEV1/FVC及PEF均呈正相關關系(P < 0.05);CD8+T細胞水平與VC、FEV1/FVC及PEF均呈負相關關系(P < 0.05);CD4+CD25+Treg水平與VC、FEV1/FVC及PEF均呈正相關關系(P < 0.05)。見表4。
3 討論
哮喘是一種由多種細胞參與的以慢性呼吸道炎性反應為特點的免疫變態反應性疾病[6-8]。迄今為止,哮喘的發病機制尚未完全研究清楚,病理研究發現,免疫反應是哮喘患者產生氣道慢性炎癥的主要原因[9-11],患者氣道受到刺激時生成并釋放炎癥介質,呼吸道分泌物增多,影響肺通氣與換氣功能[12]。
T淋巴細胞的主要功能是調節蛋白質抗原引起的免疫應答,其中最重要的是CD4+T細胞和CD8+T細胞,兩者比例失調影響機體免疫系統[13-14]。Lin等[15]研究顯示,當CD4+T細胞或CD8+T細胞的水平或功能出現異常,T淋巴細胞調節就失去平衡而導致機體發病。本研究顯示,非急性發作組與急性發作組的CD8+T細胞水平顯著高于對照組,CD4+T細胞水平、CD4+/CD8+比值低于對照組,提示哮喘患者體內T細胞水平的高低可反映機體免疫系統內環境穩定情況。
近年來研究認為,CD4+CD25+Treg細胞在維持機體免疫穩態及抑制炎癥方面起著重要作用,與哮喘氣道炎癥密切相關[16-18]。Mamessier等[19]研究表明,哮喘患者外周血CD4+CD25+Treg數量減少,導致其免疫抑制作用降低,不能平衡Th1/Th2免疫應答和抑制Th2細胞優勢應答,進一步導致哮喘患者體內Treg細胞數量下降。本研究中,非急性發作組與急性發作組CD4+CD25+Treg水平顯著低于對照組,CD4+CD25+Treg/CD4+比值顯著高于對照組(P < 0.05);急性發作組與非急性發作組相比,CD4+CD25+Treg水平明顯下降,CD4+CD25+Treg/CD4+比值顯著上升(P < 0.05),說明支氣管哮喘患者外周血中CD4+CD25+Treg細胞缺乏,在急性發作期時下降更明顯,該結果亦與黃花榮等[20]的研究結論一致。
有研究顯示,哮喘急性發作期患者體內CD4+CD25+Treg水平越低,其肺部的變態反應越嚴重,與患者肺功能呈負相關[21]。本研究對急性發作期患者CD4+T、CD8+T細胞及CD4+CD25+Treg與肺功能的相關性分析顯示,患者肺功能指標VC、FEV1/FVC及PEF與CD4+T、CD8+T細胞、CD4+CD25+Treg具有一定的相關性,患者體內CD4+T細胞及CD4+CD25+Treg細胞水平越低,CD8+T細胞水平越高,患者的肺功能越差。
綜上所述,支氣管哮喘患者外周血CD4+、CD8+T細胞、CD4+CD25+Treg表達水平可作為評估支氣管哮喘病情變化的監測指標,支氣管哮喘病癥具有獨特的臨床表現及機體內環境變化,臨床診斷中應對疾病的特點予以充分考慮,給出科學的治療方案。
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