锑(Ⅴ)与锑(Ⅲ)的细胞毒性机制差异：阴离子通道2介导的摄取与巯基结合作用解析

　　本研究针对工业污染中普遍存在的锑(Sb)物种毒性机制不明的问题，通过比较Sb(III)和Sb(V)在肝癌细胞(HepG2)和肾细胞(HEK293T)中的毒性差异，首次揭示Sb(V)通过阴离子通道2(AE2)进入细胞并与巯基(SH)结合引发细胞毒性，而Sb(III)则通过水甘油通道蛋白9(AQP9)摄取并诱发氧化应激。研究采用HG-HPLC-AFS(氢化物发生-高效液相色谱-原子荧光联用)技术证实细胞内14.21%的Sb(V)可被谷胱甘肽还原为Sb(III)，为锑污染健康风险评估提供理论依据。

　　

锑这种广泛应用于合金、半导体和阻燃剂生产的类金属元素，正在成为矿区周边环境的隐形杀手。在中国锡矿山等矿区，土壤锑浓度高达11,798 mg/kg，居民日均锑摄入量超过安全限值1.5倍。长期暴露会导致肺纤维化、皮肤病变甚至肺癌，但学界对两种主要价态——Sb(III)和Sb(V)的毒性机制认知仍存在巨大空白。传统观点认为Sb(III)毒性更强，但环境水体中Sb(V)浓度更高，且作为治疗利什曼病的药物成分，其健康风险更不容忽视。

山东大学微生物技术国家重点实验室的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表的研究，首次系统阐明了这两种价态锑的毒性差异机制。研究人员采用细胞活力检测、活性氧(ROS)分析、蛋白印迹(Western blot)和HG-HPLC-AFS等技术，对比研究了HepG2和HEK293T细胞对锑的响应。特别值得注意的是，研究团队建立了从中国矿区环境样本中提取的细胞模型，使研究更具现实意义。

Cytotoxicity of Sb(III) and Sb(V)
实验显示100 μM Sb(III)作用48小时可使HEK293T细胞存活率骤降至3.52%，而5 mM Sb(V)仅降至53.48%，证实Sb(III)毒性更强。机制研究发现Sb(III)通过诱发ROS导致氧化损伤，Sb(V)则主要与细胞内巯基蛋白结合。

Cellular uptake of Sb(III) and Sb(V)
通过抑制剂实验首次证实：Sb(V)依赖阴离子通道2(AE2)进入细胞，而Sb(III)通过水甘油通道蛋白9(AQP9)转运。HEK293T细胞对Sb(III)的摄取量是Sb(V)的3.2倍，这种摄取效率差异部分解释了毒性差异。

Biotransformation of Sb species
HG-HPLC-AFS检测发现细胞内14.21%的Sb(V)被还原为Sb(III)，该过程依赖谷胱甘肽(GSH)参与，但未检测到Sb(III)氧化为Sb(V)的现象。这种单向转化提示Sb(V)的毒性可能部分来自其还原产物Sb(III)。

讨论与结论
该研究突破性地揭示了AE2和AQP9作为不同价态锑的特异性转运通道，完善了类金属元素细胞摄取的理论框架。发现Sb(V)通过"巯基劫持"而非氧化应激的独特毒性机制，为解释其药物毒性提供了新视角。环境方面，研究强调矿区Sb(V)污染虽急性毒性较低，但长期暴露仍可通过巯基结合和原位还原产生健康风险。技术层面，建立的HG-HPLC-AFS锑物种分析方法为后续研究提供可靠工具。

这项由Wei Jiang和Yangchen Han等学者完成的研究，不仅填补了锑毒理学研究的关键空白，更为制定差异化的锑物种污染防治策略提供了科学依据。特别值得纪念的是，该研究凝聚了已故的Chuanyong Jing教授的学术心血，成为环境健康领域的重要里程碑。