Cadmium cảm ứng in vitro quá trình apoptosis ở nguyên bào sợi ở người - Lê Thành Long

TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 292-298 292 CADMIUM CẢM ỨNG IN VITRO QUÁ TRÌNH APOPTOSIS Ở NGUYÊN BÀO SỢI Ở NGƯỜI Lê Thành Long1*, Nguyễn Thị Tường Vi2, Lê Phúc Chiến1, Đoàn Chính Chung3, Đỗ Minh Sĩ3, Hoàng Nghĩa Sơn1 (1)Viện Sinh học nhiệt đới, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, (*)lelong2510@gmail.com (2)Đại học Bách khoa, tp Hồ Chí Minh (3)Đại học Khoa học tự nhiên, tp Hồ Chí Minh TÓM TẮT: Kim loại nặng cadmium là một tác nhân gây ô nhiễm môi trường liên quan tới các ngành công nghiệp nặng. Cadmium có thể được hấp thụ vào cơ thể con người qua đường tiêu hóa, hô hấp. Sự tích tụ cadmium trong cơ thể có thể gây nguy hiểm cho con người. Trong nghiên cứu ngày, chúng tôi khảo sát các tác động của cadmium trên nguyên bào sợi người trong quá trình nuôi cấy in vitro. Kết quả cho thấy, mật độ của nguyên bào sợi bị giảm trong quá trình nuôi cấy tăng sinh khi được cảm ứng bởi cadmium ở các nồng độ khác nhau (1 µM, 10 µM, 100 µM), trong khi đó, mật độ của nhóm đối chưng lại tăng trong quá trình nuôi cấy. Ở nồng độ cảm ứng 10 µM cadmium, mật độ tế bào giảm dần sau 2 ngày, 4 ngày, 6 ngày và 8 ngày. Cadmium không chỉ làm giảm mật độ tế bào mà còn cảm ứng một số đặc điểm hình thái của quá trình apoptosis ở nguyên bào sợi người. Cadmium cảm ứng sự phân mảnh tế bào chất, hình thành các thể apoptotic ở nhóm tế bào cảm ứng cadmium. Quá trình cô đặc nhiễm sắc chất và phân mảnh nhân tế bào được quan sát thấy ở nhóm tế bào được cảm ứng cadmium sau 2 ngày, 4 ngày, 6 ngày, 8 ngày. Phương pháp RT- PCR được sử dụng để đánh giá sự biểu hiện của một số gen liên quan tới quá trình apoptisis. Kết qua cho thấy, sự biểu hiện của gen kháng apoptosis bcl-2 giảm dần theo thời gian cảm ứng trong khi đó sự biểu hiện của gen tiền apoptosis bax lại tăng dần. Do đó, cadmium cảm ứng sự mất cân bằng điều hòa trong quá trình biểu hiện của 2 gen trên và dẫn tới cảm ứng apoptosis ở nguyên bào sợi người. Từ khóa: Apoptosis, gen bax, gen bcl-2, cadmium, hình thái apoptosis. MỞ ĐẦU Cadmium là kim loại nặng được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp luyện kim. Nó là một nhân tố gây ô nhiễm môi trường. Cadmium phân bố rộng trong môi trường nước do đó nó gây ra nhiều tác động xấu tới các sinh vật nước, nhất là đối với động vật thủy sinh [2]. Một trong những ảnh hưởng có hại đó là kim loại cadmium tác động đến sự cân bằng nước và ion trong cơ thể cá [6]. Không những thế, cadmium còn tác động tới con người thông qua thức ăn, nước uống, hô hấp [5, 12]. Nó gây ra một số bệnh nguy hiểm cho con người như loãng xương hay rối loạn một số enzyme trong cơ thể [4]. Cadmium có thời gian lưu lại rất lâu khi được hấp thụ vào trong cơ thể con người. Chỉ một lượng rất nhỏ cadmium bị thải ra khỏi cơ thể, hầu hết chúng tích tụ trong máu, thận, gan và do đó, thời gian để loại bỏ hoàn toàn cadmium ra khỏi cơ thể con người mất từ 30-60 năm [5]. Một số nghiên cứu ảnh hưởng của cadmium trên người đã được thực hiện như đánh giá tác động của cadmium lên sự phát triển hình thái và việc sản xuất steroid của tế bào hạt ở người [10], hoặc ảnh hưởng của cadmium lên sự tăng sinh và biệt hoá của nguyên bào thần kinh [3], hay cadmium cảm ứng quá trình apoptosis trên tế bào gan người [8]. Trong bài báo này, chúng tôi sử dụng nguyên bào sợi từ người làm mô hình để đánh giá ảnh hưởng in vitro của cadmium lên những biến đổi trong quá trình tăng sinh của nguyên bào sợi này. Nguyên bào sợi ở người nằm dưới lớp tế bào biểu mô, chịu tác động trực tiếp ảnh hưởng của cadmium khi da người tiếp xúc với kim loại nặng này. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguồn mẫu Nguyên bào sợi được phân lập từ mô sẹo da người. Nguyên bào sợi ở lần cấy chuyền thứ ba được sử dụng để cảm ứng cadmium. Nuôi cấy tế bào Môi trường được sử dụng trong nuôi cấy nguyên bào sợi ở người là DMEM (Gibco), bổ sung 10% FBS (Gibco), 1% Pen/Strep (Sigma). Tế bào được nuôi ở nhiệt độ 37oC, 5% CO2. Le Thanh Long, Nguyen Thi Tuong Vi, Le Phuc Chien, Doan Chinh Chung, Do Minh Si, Hoang Nghia Son 293 Cảm ứng bởi cadmium Trong thí nghiệm này, chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý cadmium lên mật độ nguyên bào sợi. Để đánh giá ảnh hưởng của nồng độ xử lý Cadmium lên mật độ, nguyên bào sợi sẽ được cấy vào đĩa  = 35 mm với mật độ 50 × 103 tế bào/đĩa, nguyên bào sợi được cảm ứng bởi môi trường DMEM bổ sung 10% FBS, 1% Pen/Strep chứa Cadmium ở các nồng độ 1 µM, 10 µM, 100 µM. Sau 3 ngày nuôi cấy, mật độ nguyên bào sợi được xác định bằng buồng đếm tế bào. Để đánh giá ảnh hưởng của thời gian xử lý cadmium lên mật độ, nguyên bào sợi sẽ được cấy vào đĩa  = 35 mm với mật độ 100x103 tế bào/đĩa, nguyên bào sợi được cảm ứng bởi môi trường DMEM bổ sung 10% FBS, 1% Pen/Strep chứa Cadmium ở các nồng độ 10 µM. Mật độ tế bào sẽ được xác định sau 2 ngày, 4 ngày, 6 ngày và 8 ngày. Đánh giá sự phân mảnh của tế bào chất Sự phân mảnh tế bào chất được đánh giá bằng kính hiển vi thông qua việc xác định các thể apoptotic của nguyên bào sợi. Đánh giá sự phân mảnh của nhân Tế bào được cố định trong dung dịch PBS (Phosphate Buffered Saline) chứa 4% paraformaldehyde (Nacalai) trong 30 phút. Tế bào được rửa bằng dung dịch PBS 2 lần (mỗi lần 10 phút). Tế bào được xử lý với triton X100 (Sigma) 0,1% ở 4oC, qua đêm. Tế bào được rửa lại bằng dung dịch PBS 2 lần (mỗi lần 10 phút). Tế bào được nhuộm với Acridine Orange (Sigma) 20 µg/ml trong 30 phút. Sau khi nhuộm, tế bào được rửa bằng dung dịch PBS 2 lần (mỗi lần 10 phút). Sự phân mảnh của nhân được xác định bằng kính hiển vi huỳnh quang (Olympus). Đánh giá sự biểu hiện gen bax, bcl-2 ở mức phiên mã RNA tổng được tách chiết bằng phương pháp sử dụng Trizol (Intront). Mẫu RNA tổng được bảo quản trong nước DEPC (Naclai) ở - 800C. Phương pháp RT-PCR được sử dụng để xác định sự biểu hiện của một số gen liên quan đến quá trình apoptosis như bax (mồi xuôi: 5’- GGCCCACCAGCTCTGAGCAGA-3’, mồi ngược: 5’-GCCACGTGGGCGTCCCAAAGT- 3’), bcl-2 (mồi xuôi: 5’-GTGGAGGAGCTCTT CAGGGA-3’, mồi ngược: 5’-AGGCACCCAG GGTGATGCAA). Gen beta-actin được sử dụng làm chứng nội (mồi xuôi: 5’- GTGGGGCGCCCCAGGCAC CA-3’, mồi ngược: 5’-CTCCTTAATGTCACGCACGATT TC-3’). Chu kì phản ứng: 42oC trong 45 phút, 94oC trong 5 phút, 40 chu kì: 94oC trong 45 giây, 56oC trong 45 giây, 72oC trong 45 giây, 72oC trong 10 phút. Sản phẩm khuếch đại của gen bax, bcl-2, beta-actin có kích thước lần lượt là 479bp, 304bp, 516bp. Thống kê Số liệu thu được từ các lô thí nghiệm được phân tích bằng “One way Anova”. Giá trị P ≤ 0,05 được đánh giá là có ý nghĩa thống kê. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Cadmium làm giảm mật độ nguyên bào sợi trong điều kiện nuôi cấy in vitro Một số nghiên cứu trước đây cho thấy, kim loại năng cadmium có ảnh hưởng lớn đến sự tăng sinh cũng như chức năng của tế bào. Mật độ tế bào trong tuyến sinh dục đực của chuột giảm khi chuột được cảm ứng bởi cadmium. Quá trình giảm mật độ tế bào này diễn ra theo quá trình apoptosis của các tế bào khi được cảm ứng bởi cadmium [1]. Trong các nghiên cứu ở người, cadmium cũng làm giảm mạnh mật độ các tế bào giao tử trong buồng trứng và tinh hoàn của người thông qua việc cảm ứng apoptosis của các tế bào này [1]. Các nghiên cứu trên cho thấy cadmium có tác động lớn đến mật độ tế bào. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, tác động của cadmium lên mật độ nguyên bào sợi ở người được đánh giá theo nồng độ xử lý và thời gian xử lý cadmium. Trong thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của nồng độ cadmium lên mật độ nguyên bào sợi, sau 3 ngày cảm ứng, mật độ tế bào được cảm ứng bởi các nồng độ khác nhau đều giảm mạnh (hình 1a). Mật độ tế bào ở các lô được cảm ứng cadmium ở các nồng độ 1 µM, 10 µM, 100 µM lần lượt là 26 × 103 tế bào/đĩa, 16 × 103 tế bào/đĩa, 8 × 103 tế bào/đĩa. Trong lô đối chứng, mật độ tế bào tăng gấp đôi (110 × 103 tế bào/đĩa) so với mật độ cấy ban đầu (50 × 103 tế bào/đĩa). Kết quả của khảo sát này có thể đưa ra TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 292-298 294 dự đoán mật độ tế bào sẽ tiếp tục giảm ở các ngày kế tiếp. Tuy nhiên, nếu sử dụng mật độ tế bào ban đầu là 50 × 103 tế bào/đĩa, số lượng tế bào sẽ không đủ cho các phân tích đánh giá về hình thái tế bào chất, hình thái nhân cũng như đánh giá sự biểu hiện gen. Do đó, trong thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của thời gian xử lý cadmium lên mật độ tế bào, mật độ tế bào ban đầu được tăng lên 100 × 103 tế bào/đĩa. Một số nghiên cứu trước đây cho thấy, cadmium ở nồng độ 10 µM cảm ứng sự cô đặc nhiễm sắc chất của tế bào thận người [9] hay hình thành các thể apoptotic trên tinh nguyên bào chuột [1]. Đây là những biểu hiện của quá trình apoptosis, vì vậy nồng độ 10 µM cadmium được sử dụng cho khảo sát ảnh hưởng của thời gian sử lý cadmium lên mật độ tế bào. Kết quả cho thấy, mật độ tế bào sau 2 ngày cảm ứng (98 × 103 tế bào/đĩa) không có sự khác biệt so với mật độ cấy chuyền lúc đầu (100 × 103 tế bào/đĩa). Mật độ tế bào giảm mạnh sau 4 ngày (40,2 × 103 tế bào/đĩa), 6 ngày (14,8 × 103 tế bào/đĩa) và 8 ngày (2 × 103 tế bào/đĩa) cảm ứng (hình 1b). Các kết quả trên cho thấy, việc cảm ứng bởi cadmium sẽ làm giảm mật độ của nguyên bào sợi người trong trong điều kiện nuôi cấy in vitro. Sự tăng sinh của tế bào tỉ lệ nghịch với nồng độ và thời gian xử lý cadmium. Điều này chứng tỏ rằng, cadmium không chỉ ảnh hưởng đến sự tăng sinh và số lượng tế bào sinh dục (gồm tế bào sinh trứng và tế bào sinh tinh) mà còn ảnh hưởng lớn đến sự phát triển và số lượng của nguyên bào sợi da người trong điều kiện in vitro. Ở các nồng độ khác nhau thì mức độ ảnh hưởng khác nhau. Hình 1. Mật độ nguyên bào sợi người được cảm ứng bởi Cadmium ở các nồng độ khác nhau sau 3 ngày cảm ứng [a] và cảm ứng Cadmium ở nồng độ 10 µM sau 2 ngày, 4 ngày, 6 ngày, 8 ngày [b] Cadmium cảm ứng sự biểu hiện hình thái apoptosis của nguyên bào sợi Quá trình phân mảnh, đứt gãy nhân và tế bào chất, sự co đặc của nhiễm sắc chất, hình thành các thể apoptotic là những thay đổi hình thái chính của tiến trình apoptosis [7]. Trong công trình này sự biểu hiện một số đặc điểm hình thái được khảo sát ở nhóm tế bào được cảm ứng bởi cadmium ở nồng đồ 10 µM theo thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của thời gian xử lý cadmium lên mật độ tế bào. Sự phân mảnh tế bào chất và hình thành các thể apoptotic Quá trình phân mảnh tế bào chất và sự hình thành các thể apoptotic được đánh giá bằng hình ảnh hiển vi. Ở nhóm đối chứng, tế bào vẫn giữ được đặc điểm hình thái của nguyên bào sợi, tế bào mọc phẳng và thon dài, nhân kéo dài (hình 2a). Trong khi đó, tế bào ở nhóm được cảm ứng cadmium xuất hiện quá trình phân mảnh tế bào chất, hình thành các thể apoptotic sau 2 ngày (hình 2b), 4 ngày (hình 2c), 6 ngày (hình 2d), 8 ngày (hình 2e). Mức độ phân mảnh và hình thành các thể apoptotic diễn ra mạnh theo thời gian cảm ứng và xuất hiện nhiều nhất ở ngày khảo sát thứ 8. Để xác định những biến đổi của nhân trong quá trình apoptosis, phương pháp nhuộm đơn với thuốc nhuộm Acridine Orange được áp dụng trong việc đánh giá hình thái của nhân [3]. Kết quả nhuộm nhân cho thấy, nhóm tế bào đối chứng có hình thái nhân bình thường đều, màng nhân liên tục và nhân không có sự cô đặc của nhiễm sắc chất (hình 3a). Ở nhóm tế bào được cảm ứng cadmium sau 2 ngày, chỉ thấy xuất Le Thanh Long, Nguyen Thi Tuong Vi, Le Phuc Chien, Doan Chinh Chung, Do Minh Si, Hoang Nghia Son 295 hiện sự cô đặc của nhiễm sắc chất, chưa thấy có sự xuất hiện quá trình phân mảnh của nhân tế bào (hình 3b, 3g). Trong khi đó, ở nhóm tế bào được cảm ứng cadmium sau 4 ngày (hình 3c, 3h), 6 ngày (hình 3d, 3i), 8 ngày (hình 3e, 3j), quá trình cô đặc nhiễm sắc chất và sự phân mảnh của nhân đều xuất hiện ở các nhóm tế bào này. Ở nhóm tế bào được cảm ứng sau 8 ngày, quá trình cô đặc nhiễm sắc chất và sự phân mảnh của nhân diễn ra rất mạnh, các phần nhân bị phân mảnh phân tán rộng trong tế bào chất. Hình 2. Sự phân mảnh tế bào chất hình thành các thể apoptotic Tế bào nhóm đối chứng vẫn duy trì hình dạng đặc trưng của nguyên bào sợi [a], trong khi đó nhóm tế bào được cảm ứng cadmium xảy ra quá trình phân mảnh tế bào chất, hình thành các thể apoptotic sau 2 ngày [b], 4 ngày [c], 6 ngày [d], 8 ngày [e]. Sự cô đặc nhiễm sắc chất và phân mảnh nhân Hình 3. Kết quả nhuộm nhân tế bào Nhân nguyên vẹn của nhóm tế bào đối chứng [a]. Sự cô đặc trong xảy ra ở các tế bào được cảm ứng cadmium sau 2 ngày [b], 4 ngày [c], 6 ngày [d], 8 ngày [e]. Nhóm 2 ngày cảm ứng chưa thấy sự phân mảnh nhân [g], trong khi đó nhóm 4 ngày [h], 6 ngày [i], 8 ngày [j] diễn ra quá trình phân mảnh nhân tế bào. TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 292-298 296 Sự biểu hiện của gen bax và bcl-2 ở mức phiên mã Phương pháp RT-PCR được áp dụng để đánh giá sự biểu hiện một số gen liên quan đến quá trình apoptosis là gen bax và bcl-2 [14]. Họ protein Bcl-2 bao gồm các protein BAX và protein BCL-2 được mã hóa bởi các gen họ bcl- 2. Sự cân bằng giữa các protein tiền apoptosis và protein kháng apoptosis xác định tế bào sẽ sống hay chết. Các thành viên trong họ Bcl-2 có chức năng như là các điểm kiểm soát quyết định các trạng thái của tế bào [13]. Kết quả phân tích sự biểu hiện của gen kháng apoptosis bcl-2 và gen tiền apoptosis bax ở mức phiên mã cho thấy, sản phẩm phiên mã mRNA của gen bcl-2 biểu hiện giảm theo thời gian cảm ứng cadmium, trong khi đó, sản phẩm phiên mã mRNA của gen bax là tăng theo thời gian cảm ứng (hình 4). Ở nhóm đối chứng, sự biểu hiện của gen bcl-2 mạnh hơn so với gen bax giúp tế bào không đi vào quá trình apoptosis, trong khi đó, ở các nhóm tế bào được cảm ứng cadmium theo thời gian, sự cân bằng trong quá trình biểu hiện của gen bcl-2 và gen bax bị thay đổi dẫn tới cảm ứng các tế bào này đi vào quá trình apoptosis và biểu hiện một số đặc điểm của quá trình apoptosis. Do đó, cadmium đã ảnh hưởng tới cân bằng trong quá trình biểu hiện của gen bcl-2 và gen bax ở mức phiên mã. Hình 4. Kết quả phân tích RT-PCR. Sự biểu hiện của gen Bcl-2 giảm dần theo thời gian cảm ứng cadmium, trong khi đó sự biểu hiện của gen bax tăng dần theo thời gian cảm ưng. Gen beta-actin được sử dụng làm chứng nội Kết quả phân tích RT-PCR trên phù hợp với các kết quả đánh giá mức độ phân mảnh của tế bào chất, sự cô đặc nhiễm sắc chất và sự phân mảnh của nhân. Quá trình giảm biểu hiện các sản phẩm phiên mã của gen kháng apoptosis bcl-2 và tăng biểu hiện của gen tiền apoptosis bax diễn ra tương ứng với việc một số đặc điểm biến đổi hình thái của quá trình apoptosis như sự phân mảnh tế bào chất, sự cô đặc nhiễm sắc chất và sự phân mảnh của nhân diễn ra ngày càng mạnh. KẾT LUẬN Kim loại nặng Cadmium có khả năng cảm ứng quá trình apoptosis của nguyên bào sợi ở người trong điều kiện nuôi cấy in vitro. Lời cảm ơn: Chúng tôi chân thành cảm ơn Thạc sỹ Tô Minh Quân, Khoa Sinh học, Đại học Khoa học tự nhiên, tp. Hồ Chí Minh đã cung cấp nguồn nguyên bào sợi ở người để chúng tôi hoàn thành công trình này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Gaëlle Angenard, Vincent Muczynski, Hervé Coffigny, Catherine Pairault, Clotilde Duquenne, René Frydman, René Habert, Virginie Rouiller-Fabre, and Gabriel Livera, 2010. Cadmium Increases Human Fetal Germ Cell Apoptosis. Environmental Health Perspectives, 118: 134-136. 2. Gill, T., Tewari, H., Pande, J., 1991. In vivo and in vitro effects of cadmium on selected enzymes in different organs of the fish Barbus conchonius Ham. Comp. Biochem. Physiol., 100C: 501. 3. Gulisano M., Pacini S., Punzi T., Morucci G., Quagliata S., Delfno G., 2009. Cadmium modulates proliferation and differentiation Le Thanh Long, Nguyen Thi Tuong Vi, Le Phuc Chien, Doan Chinh Chung, Do Minh Si, Hoang Nghia Son 297 of human neuroblasts. J. Neurosci. Res., 87: 228-237. 4. Hayes, Andrew Wallace, 2007. Principles and Methods of Toxicology. Philadelphia: 858-861. CRC Press. 5. Henson M. C., Chedrese P. J., 2004. Endocrine disruption by cadmium, a common environmental toxicant with paradoxical effects on reproduction. Exp. Biol. Med., 229: 383-392. Maywood. 6. Hwang P. P., Lin S. W., Lin H. C., 1995. Different sensitivities to cadmium in tilapia larvae (Oreochromis mossambicus, Teleostei). Arch. Environ. Contam. Toxicol., 29: 1-7. 7. Kerr J. F. R., Wyllie A. H., Currie A. R., 1972. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide - ranging implication in tissue kinetics. Br J Cancer, 2: 239-57. 8. Lasfer M., Vadrot N., Aoudjehane L., Conti F., Bringuier A. F., Feldmann G., 2008. Cadmium induces mitochondria-dependent apoptosis of normal human hepatocytes. Cell Biol. Toxicol., 24: 55-62. 9. Shultz Lawrence B., 2007. Cell Apoptosis: Regulation and Environmental Factors. Nova Science Publisher Inc.: 151-152. 10. Paksy K., Rajczy K., Forgacs Z., Lazar P., Bernard A., Gati I., 1997. Effect of cadmium on morphology and steroidogenesis of cultured human ovarian granulosa cells. J. Appl. Toxicol., 17: 321- 327. 11. Steve M. Nguyen, Christopher J. Lieven, Leonard A. Levin, 2008. Simultaneous Labeling of Projecting Neurons and Apoptotic State. J. Neurosci. Methods., 161: 281-284. 12. Thompson J., Bannigan J., 2008. Cadmium: toxic effects on the reproductive system and the embryo. Reprod. Toxicol., 25: 304-315. 13. Van Delft M. F., Wei A. H., Mason K. D., Vandenberg C. J., Chen L., Czabotar P. E., Willis S. N., Scott C. L., Day C. L., Cory S., Adams J. M., Roberts A. W., Huang D. C., 2006. The BH3 mimetic ABT-737 targets selective Bcl-2 proteins and efficiently induces apoptosis via Bak/Bax if Mcl-1 is neutralized. Cancer Cell, 10: 389-99. 14. Yang H., Zhu Y. T., Cheng R., Shao M. Y., Fu Z. S., Cheng L., Wang F. M., Hu T., 2010. Lipopolysacchride-induced dental pulp cell apoptosis and the expression of Bax and Bcl-2 in vitro. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 43: 1027-1033. CADMIUM IN VITRO INDUCES APOPTOSIS TO HUMAN FIBROBLAST Le Thanh Long1, Nguyen Thi Tuong Vi2, Le Phuc Chien1, Doan Chinh Chung3, Do Minh Si3, Hoang Nghia Son2 (1)Institute of Tropical Biology, VAST (2)University of Technology, Ho Chi Minh city National University (3)University of Science, Ho Chi Minh city National University SUMMARY The heavy metal cadmium is a common environmental pollutant associated with industrial processes. Cadmium can be taken up into the human body by eating, drinking, breathe. Cadmium accumulation can produce damage to humans. For example, cadmium decreases cell density in some human organs such as ovaries, testis, or cadmium can induce disorders of enzyme function in the human body. In this study, we examined effects of cadmium on human fibroblast during in vitro proliferation. The result showed that cell densities were decreased by inducing with medium supplemented cadmium in various concentrations (1 µM, TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 292-298 298 10 µM, 100 µM), whereas cell density increased in the control group. Densities of fibroblast induced 10 µM cadmium were examined at 2 days, 4 days, 6 days, 8 days. There was no change of cell density at 2-day induced (98  103/dish) compared to thecontrol group (100  103/dish). Cell densities were significantly decreased in 4-day, 6-day and 8-day cadmium induced cells. Cadmium not only reduced cell density in vitro, it also induced apoptotic charactericstics of human fibroblast. Firstly, cadmium induced cytoplasmic fragments and apoptotic formation of fibroblast whereas fibroblasts were long and flat with elongated nucleus morphology in the control group. To detect morphologic changes in chromatin and nucleus, cadmium induced fibroblast were stained with acridine orange. Chromatin condensation was observed in 2-day cadmium induced cells but no nucleus fragment. In 4-day, 6-day, 8-day cadmium induced cells, there were not only chromatine condensation but also nucleus fragments. Reversed transcription polymerase chain reaction was applied to access the transcript expression of bcl-2 (anti-apoptosis gene) and bax (pre-apoptosis gene). The transcript expression of bcl-2 was decreased during cadimium inducing while the transcript expression of bax was increased. In the control group, bcl-2 transcript expression was higher than bax transcript but this balance in bcl-2 and bax expression was lost in cadmium induced fibroblast leading to apoptosis. In conclusion, cadmium in vitro can induce apoptotic characteristics of human fibroblast. Keywords: Apoptosis, apoptotic morphology, bax gene, bcl-2 gene, cadmium. Ngày nhận bài: 21-6-2012