文蛤甲状腺激素受体MmTR互作蛋白筛选及其对Aroclor 1254胁迫的转录响应研究

环境中存在的甲状腺干扰物(thyroid disrupting chemicals, TDCs)可影响生物体内甲状腺激素(thyroid hormone, THs)的合成、分泌、转运、代谢和作用等过程,干扰THs稳态,引起THs水平失衡。甲状腺激素受体(thyroid hormone receptors, TRs)是一种存在于细胞核内的DNA结合转录因子,属于配体依赖型核激素受体超家族。TRs可与甲状腺激素响应元件(thyroid hormone response elements, TREs)结合,调控其转录表达。TDCs可作为生物体内TRs的配基,竞争性地与TRs结合,进而激活甲状腺信号通路,调控机体的整个甲状腺信号通路基因的转录表达。为探究TDCs对海洋无脊椎动物体内甲状腺激素是否具有干扰效应及其机制,本文通过构建文蛤消化盲囊组织酵母双杂交cDNA文库和文蛤甲状腺激素受体TR基因的诱饵载体pGBKT7-MmTR,在文库内进行MmTR的互作蛋白筛选和鉴定。结果表明,文蛤消化盲囊酵母双杂交cDNA文库中,cDNA片段大小在0.5～2 kb之间,库容约>2×10⁶     

十溴联苯醚（BDE-209）对成年大鼠甲状腺激素的影响

多溴联苯醚(PBDEs)是现代工业中广泛应用的溴系阻燃剂,PBDEs具有持久性有机卤素污染物(Organohalogen Contaminants,OHCs)和内分泌干扰物(Endocrine Disrupters,EDs)的化学物理特性.PBDEs的生物毒性也是国际上环境生态科学的关注热点.论文建立了十溴联苯醚(BDE-209)暴露剂量的成年大鼠模型,测定了不同暴露剂量的实验动物血清甲状腺激素(Thyroid hormones,THs)水平,初步研究了PBDEs污染物对生物体甲状腺激素的影响.BDE-209的量-效关系研究结果显示,TT4、FT4和TT3浓度均随着暴露剂量的提高而下降,这可能是BDE-209对甲状腺合成分泌T4、T3起到了抑制作用.不同BDE-209暴露剂量下,TT4~FT4以及TT4~TT3的正相关系数大于FT3~TT3以及FT3~FT4,这意味着BDE-209暴露对于T4从甲状腺激素转运结合蛋白(Transthyretin,TTR)的分离与脱碘过程影响不明显,而影响了结合态T3从TTR的分离过程以及FT4的脱碘过程,从而对甲状腺激素的平衡具有干扰效应.采用基准点分析法,研究了BDE-209对于甲状腺干扰相对效应的时间-效应关系,实验表明由于甲状腺的应激作用,对于毒物具有自我防御功能,BDE-209对甲状腺的干扰效应在5~8d后才有所显现,持续时间至少为14d.     

污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制

环境中可以影响生物体甲状腺激素合成、运输、作用和代谢等过程的化学污染物称为甲状腺激素干扰物(TDCs),TDCs被认为是继环境雌激素之后最重要的一类内分泌干扰物.鱼类甲状腺的结构、甲状腺激素的转运和功能等与哺乳动物有较大差别.与哺乳动物相比,污染物干扰鱼类甲状腺激素的研究还较为缺乏.在介绍鱼类甲状腺结构、功能以及甲状腺激素在鱼体内动态过程的基础上,分析了污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制,探讨了今后鱼类甲状腺激素干扰研究的主要方向.污染物能对鱼类甲状腺激素水平、相关酶活性及甲状腺结构等产生直接影响;同时,污染物还可以通过干扰鱼类甲状腺系统对由甲状腺激素调节的重要生理过程如生长、繁殖和发育等产生间接影响.污染物主要通过干扰鱼类甲状腺激素的合成与分泌、转运、清除以及与甲状腺激素受体(TR)的相互作用等机制对鱼类产生不利影响.在污染物对鱼类甲状腺激素干扰的研究中,今后应重点关注环境中"新型"卤化有机污染物、鱼类早期发育过程与甲状腺激素干扰效应的关系、TR介导机制以及TDCs的筛选方法等.     

六溴环十二烷(HBCD)对H4细胞和SK-N-AS细胞脱碘酶2和3表达的影响

六溴环十二烷(hexabromocyclododecane,HBCD)与多溴联苯醚(polybrominated diethyl ethers,PBDEs)复合污染体系,对人类健康尤其神经系统所造成的潜在危害及其机制一直是笔者课题组的研究方向。HBCD是广泛使用的溴化阻燃剂,与PBDEs一样,会通过干扰内分泌系统、影响甲状腺激素分泌及损伤神经系统,对生物体产生发育神经毒性。作为系列研究之一,本研究以H4人脑神经胶质瘤细胞和SK-N-AS人神经母细胞瘤细胞为体外生物模型,通过观察HBCD对H4细胞Ⅱ型脱碘酶(Dio2)和SK-N-AS细胞Ⅲ型脱碘酶(Dio3)表达的调控,初步探讨了HBCD对神经系统局部甲状腺激素水平的潜在影响。H4细胞和SK-N-AS细胞分别暴露于0、1、3和9μmol·L-1HBCD 24 h后,采用MTT法检测细胞活力,Western Blot和RT-PCR法分别分析Dio2和Dio3蛋白和基因的表达,酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测H4细胞脑源性神经细胞营养因子(BDNF)的分泌。结果表明,HBCD以剂量依赖方式降低H4细胞和SK-N-AS细胞生存率,引起H4细胞Dio2蛋白和基因表达下调,而致SK-N-AS细胞Dio3蛋白和基因表达上调。此外,HBCD还降低H4细胞BDNF的分泌。这表明,HBCD很可能通过影响神经和胶质细胞脱碘酶的表达,影响脑局部甲状腺激素水平,从而引起神经系统损伤及发育神经毒性。     

代谢活化作用对多溴代联苯类污染物类/抗甲状腺激素活性的影响

选用大鼠肝匀浆(S9)和鼠肝癌细胞(H4ⅡE)两种体系代谢活化多溴代联苯醚混标(BDEs)和十溴联苯醚(BDE209),采用重组甲状腺激素受体基因酵母检测BDEs和BDE209母体及其代谢产物的类/抗甲状腺激素效应.结果表明,BDEs和BDE209母体均不表现甲状腺激素效应(p>0.05);但是经S9和H4ⅡE细胞代谢活化后,其代谢产物表现出明显的类甲状腺激素活性和抗甲状腺激素活性(p<0.05),BDEs和BDE209的干扰甲状腺激素效应需要经过代谢活化步骤.比较不同代谢活化体系,重组酵母细胞本身的代谢活化作用并不显著,而H4ⅡE细胞和S9代谢活化体系均能够导致活性中间体.     

多溴二苯醚及其代谢物的内分泌干扰活性和构效关系研究进展

多溴二苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)作为一种良好的防火溴系阻燃剂(Brominated flame retardants,BFRs)广泛应用于各种家用和工业产品.研究表明,PBDEs容易从产品中溢出而进入环境.近年来,PBDEs及其代谢物已在各种环境介质和生物体中被广泛检出.毒理学研究发现,PBDEs及其代谢物具有生殖毒性、免疫毒性、神经毒性和内分泌干扰作用.在总结国内外相关研究基础上,论文综述了PBDEs及其代谢物的内分泌干扰活性,重点集中在对甲状腺激素活性、雌激素活性、雄激素活性及影响性激素转化和代谢的芳香化酶、CYP17酶、雌二醇磺基转移酶(E2SULT)活性的影响;分析了具有不同测试终点内分泌干扰活性的化合物的结构特征.研究发现,在内分泌干扰活性方面,PBDEs母体化合物的影响较小,主要是PBDEs代谢物产生的影响,特别是羟基化代谢物引起了较严重的内分泌干扰作用,即PBDEs化合物是一类通过代谢而被活化的内分泌干扰前趋物.为评价PBDEs及其代谢物对人和其他生物的健康危害,应加强其内分泌干扰活性机制的研究,以及具有同类型作用模式的PBDEs及其代谢物定量结构-活性关系的研究.     

溴系阻燃剂毒理效应的计算模拟预测与环境风险评估进展

溴系阻燃剂(brominated flame retardants,BFRs)作为生产和使用量巨大的有机阻燃剂,在环境介质和生物体内被广泛检出。BFRs及其代谢产物会对生物体造成神经毒性、遗传毒性、发育毒性及内分泌干扰效应等,环境和健康风险得到日益广泛的关注。国内外学者通过最小二乘法(LS)和类似马尔可夫链蒙特卡罗算法(AMCMC)等统计分析方法建立了BFRs在环境中转化和归趋的预测模型,采用分子对接、分子动力学模拟和定量结构-活性关系(QSAR)模型等方法分析了BFRs及其代谢产物毒性作用的微观机制。综合近年来国内外的相关研究,发现BFRs的结构(取代基的类型和数量)会影响其环境行为和毒理效应,在总结研究成果的基础上,对BFRs的生态和健康风险进行评估,为其未来的研究和发展方向提供参考。     

Impact of environmental pollutants on vertebrate thyroid systems

甲状腺激素在脊椎动物新陈代谢、生长发育与繁殖等生理过程中起着重要的调节作用.环境污染物种类和数量不断增加,其中有很多污染物具有环境内分泌干扰的作用.甲状腺对环境污染物具有极敏感的反应,污染物不仅会引起滤泡及滤泡细胞大小、滤泡细胞数量和滤泡腔中胶质含量的改变,影响到甲状腺激素合成、分泌、转运以及代谢中多种酶的表达和活性变化,还参与和甲状腺激素的竞争性结合,进而影响到机体中由甲状腺激素调节的各项生理功能,甚至会导致机体趋于死亡.由于两栖类幼体——蝌蚪的变态发育阶段直接受到甲状腺激素的调控,现已被确认为筛选和研究环境内分泌干扰物的首选生物检测指示动物.     

十溴联苯醚(BDE209)在虹鳟体内的羟基代谢产物及其对甲状腺激素水平影响的初步研究

十溴联苯醚(Decabromodiphenyl ether,BDE209)被认为是可疑甲状腺素(TH)干扰物,但干扰机制目前尚不清楚.采用单次腹腔注射的暴露方式,考察了在28d的实验周期内,不同浓度组的十溴联苯醚在虹鳟(Oncorhynchus mykiss)体内的羟基化代谢产物浓度与甲状腺激素(T3和T4)水平.结果表明:十溴联苯醚在虹鳟的肝脏和血液中均可代谢为低溴代羟基多溴联苯醚,且羟基代谢产物在整个实验周期中浓度不断累积;与此同时,血浆中T3和T4浓度均出现下降趋势.进一步的统计分析结果表明,羟基代谢产物与T3和T4浓度水平分别呈显著的负线性相关关系,这说明血浆中的甲状腺激素水平下降可能是由羟基化产物所引起的.     

过氧化物酶催化去除水体中酚类内分泌干扰物的研究进展

内分泌干扰物(EDCs)会干扰生物体的内分泌系统从而对人类、野生动物以及水生生物产生负面影响,这一问题已经引起了人们的广泛关注.广泛分布于自然环境中的辣根过氧化物酶(HRP)和木质素过氧化物酶(LiP),具有较强的催化氧化能力,能够催化去除雌激素、双酚A等多种具有内分泌干扰效应的污染物.本文在介绍辣根过氧化物酶(HRP)和木质素过氧化物酶(LiP)两种过氧化物酶的相关性质和催化氧化机理的基础上,从污染物结构与其催化去除效率关系的角度综述了过氧化物酶去除具有内分泌干扰效应的污染物的研究进展.为污水处理过程中过氧化物酶用于去除内分泌干扰物提供依据,并展望了其未来的发展方向.     

土壤与沉积物对多环芳烃类有机物的吸附作用

吸附作用是疏水性有机物在土壤和沉积物环境中的重要迁移转化行为之一。多环芳烃是环境中一种重要的疏水性有机污染物。文章着重阐述了多环芳烃类有机物在土壤和沉积物中有机质和粘土矿物吸附机理，指出土壤、沉积物有机质的结构异质性是导致非线形吸附的重要原因；分析了影响多环芳烃吸附过程的诸多因素，并提出该研究领域存在的问题以及今后发展的方向。     

Controlling microbiological interfacial behaviors of hydrophobic organic compounds by surfactants in biodegradation process

Bioremediation of hydrophobic organic compounds （HOCs） contanlinated soils involves several physicochemical and microbiological interracial processes among the soil-water-microorganism interfaces. The participation of surfactants facilitates the mass transport of HOCs in both the physicochemical and microbiological interfaces by reducing the interfacial tension. The effects and underlying mechanisms of surfactants on the physi-cochemical desorption of soil-sorbed HOCs have been widely studied. This paper reviewed the progress made in understanding the effects of surfactant on microbiological interlhcial transport of HOCs and the underlying mechanisms, which is vital for a better understanding and control of the mass transfer of HOCs in the biodegradation process. In summary, surfactants affect the microbiological interfacial behaviors of HOCs during three consecutive processes： the soil solution-microorganism sorption, the transmembrane process, and the intracellular metabolism. Surfactant could promote cell sorption of HOCs depending on the compatibility of surfactant hydrophile hydrophilic balance （HLB） with cell surface properties; while the dose ratio between surfactant and biologic mass （membrane lipids） determined the transmembrane processes. Although surfactants cannot easily directly affect the intracellular enzymatic metabolism of HOCs due to the steric hindrace, the presence of surfactants can indirectly enhanced the metabolism by increasing the substrate concentrations.     

Pyrene partition behavior to the NOM: Effect of NOM characteristics and its modification by ozone preoxidation

Hydrophobic organic contaminants (HOCs)—pyrene, and natural organic matters (NOM) from different sources were taken as the test compounds to investigate the impact of physicochemical characteristics of NOM on HOCs’ partition to the NOM in this study. The effects of solution property, NOM characteristics, and modification by ozone preoxidation on pyrene partition to NOM were systematically evaluated. According to the fluorescence quenching method, the partition coefficient K _oc of pyrene to NOM was calculated, which was found to have a great relationship with the aromatic structures and hydrophobic functional groups of the NOM. The NOM characteristic modification corresponding to solution property could influence the interactions between the NOM and pyrene. Preozonation could destroy the aromatic or hydrophobic structures of the NOM and decrease K _oc of pyrene.     

Time-dependent effects of pentabrominated diphenyl ether (PBDE) on thyroid hormones and histology in rats

In order to examine the time-dependent effects of pentabrominated diphenyl ether (BDE-99) on thyroid hormones levels and histological structure in rats, 4-week-old SD rats were divided into 10 groups randomly, according to their body weight. Rats in treatment groups were orally gavaged with BDE-99 at the dose of 60 mg kg^?1 for 10, 15, 20, 30 or 40 days, while rats in control group received equal volume of corn oil. Serum levels of thyroxine (FT4), triiodothyronine (FT3), and thyroid stimulating hormone (TSH) were measured by radioimmunoassay. Sections of thyroids were dyed with hematoxylin-eosin (HE) to detect any pathologically alterations. In BDE-99 treated groups, on day 10, changes in serum levels of FT4, FT3 and TSH were not found. On days 15 and 20, serum levels of FT4 and FT3 decreased, accompanied by increased levels of TSH. On days 30 and 40, serum levels of these hormones returned to control values. As for alterations in histology, on day 15, follicular epithelium of the thyroid were found to proliferate into two layers in BDE-99 treated rats. On day 20, in focal areas the two-layer follicular epithelia were observed to continuously proliferate into 3–4 layers of follicular epithelium, called hyperplasia plaques. On days 30 and 40, solid buds and secondary follicles to solid buds were detected. The earliest alteration of thyroid hormones in treated SD rats occurred at the duration of 10–15 days, with corresponding histopathologic changes. As the exposure time increased, the serum level of hormones and histopathology altered accordingly in a time-dependent manner.     

化学农药与环境激素

环境激素是指有可能干扰人与脊椎动物内分泌的外因性化学物质。在已知的６７ 种（或类）环境激素有机物中,化学农药（包括除草剂、杀虫剂、杀菌剂）及其代谢产物共占４４ 种,几近三分之二。在已进行环境调查的４７ 种环境激素中,已检出的有２４ 种,占二分之一。列举了环境激素对人类和动物生育、生理功能的影响,并指出研制开发“安全化学农药”的思路是不可取的。     

双酚AF胁迫对雄性斑马鱼成鱼甲状腺组织及激素水平的影响

为评价双酚AF(BPAF)的甲状腺毒性,以雄性斑马鱼成鱼为受试模式生物,采用半静态染毒的方式对雄性斑马鱼成鱼染毒14 d(0、5、50和500μg·L~(-1)),分别设置7 d、14 d 2个时间节点,通过酶联免疫法(ELISA)分别检测斑马鱼血浆中总三碘甲腺原氨酸(TT3)、总甲状腺素(TT4)、游离三碘甲腺原氨酸(FT3)、游离甲状腺素(FT4)的含量水平,并对14 d暴露后斑马鱼甲状腺进行组织学检测分析。结果显示随着暴露浓度的提高,出现甲状腺滤泡上皮细胞增生,滤泡组织变形明显,细胞胶质缺失等病理学变化。雄性斑马鱼在BPAF暴露情况下,血浆中TT3、TT4、FT3、FT4含量随着暴露浓度的提升和时间的延长出现显著上升,呈现出甲状腺功能亢奋的干扰效应。