菲、3-甲基菲和菲醌对河鲀(Takifugu rubripes)幼鱼肝组织损伤的比较研究

原油毒性主要源于多环芳烃(PAHs),而烷基化多环芳烃是PAHs的主要组分,氧化衍生物是PAHs降解和代谢过程所产生的重要产物。为评估比较烷基PAHs和氧化PAHs与其母体化合物对海洋生物的毒性,本研究以菲、3-甲基菲和菲醌为研究对象,对海洋经济鱼种——红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)幼鱼进行了肝损伤评价。结果显示,线粒体、内质网是对上述3种化合物最为敏感的细胞器;3种化合物对肝损伤的表现形式不同:1.菲导致线粒体数量增加形态改变、内质网减少纹理模糊、出现脂滴、细胞空泡化、出血,2.3-甲基菲导致内质网减少、出现脂滴、细胞空泡化、出血,3.菲醌导致线粒体和内质网水肿、出现脂滴及细胞空泡化;随化合物浓度升高,肝损伤程度加重;同一浓度下,不同化合物损伤程度也有差异,总体趋势为菲醌3-甲基菲菲。上述结果表明,PAHs衍生物的毒性可能强于其母体化合物;除浓度外,化合物的结构可能对其毒性有重要影响。     

菲和芘对蚯蚓(Eisenia fetida)细胞色素P450和抗氧化酶系的影响

研究了菲和芘在单一低剂量污染胁迫下对蚯蚓(Eisenia fetida)体内细胞色素P450酶系和抗氧化酶系的影响.通过滤纸接触染毒法,检测蚯蚓细胞色素P450含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性.结果表明,在供试浓度范围内,蚯蚓体内细胞色素P450含量和三种抗氧化酶活性均对毒物产生了不同程度的响应.菲和芘在蚯蚓体内的代谢诱发了细胞色素P450总含量的增加,且在此过程中有活性氧自由基产生.不同酶对毒性效应响应的域值不同,其敏感性大小为:P450＞SOD(POD) ＞CAT.根据四个指标对污染物浓度响应的域值不同,可将四者联合应用互为补充作为一套生物标记物体系,以满足污染物不同暴露浓度下土壤的毒理诊断,增强指示的敏感性和有效性.     

环境内分泌干扰物暴露致心肌线粒体损伤的研究进展

心脏疾病(冠心病、心肌炎及心肌梗死等)发病率持续增高,病因不明。线粒体是心脏进行生命活动时所需能量的供给场所,当受损时会引发心脏疾病。研究表明,环境内分泌干扰物(environmental endocrine disruptors,EEDs)暴露可导致心肌线粒体损伤,其机制包括呼吸链受损、呼吸酶活性降低、线粒体膜损害、Ca~(2+)稳态紊乱、氧化应激增加、抗氧化能力降低、线粒体能量代谢调控基因表达改变和线粒体融合与分裂改变等。本文综述了几种有代表性的EEDs(双酚A、壬基酚、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、磷化铝、马拉硫磷、镉和汞)及EEDs混合物对心肌线粒体的损伤及其机制。以期为线粒体作为治疗心脏疾病的靶点提供理论依据。     

盐胁迫下接种丛枝苗根真菌对甜菊生长和氮磷吸收的影响

盐胁迫是普遍而严重的世界性环境问题,丛枝菌根(Abuscular mycorrhizal,AM)真菌被认为是提高植物抗盐性的有效的生物方法.甜菊(Stevia rebaudiana)作为一种新兴的保健型糖源植物,分布范围较广.通过设置盐胁迫(0mmol/L和200 mmol/L)和接种AM真菌(未接种和接种摩西球囊霉)4种处理组合,解析AM真菌对甜菊抗盐性的作用机理.结果发现,盐胁迫显著降低了甜菊的各部分鲜重和干重、基质pH值和菌根化结构形成的强度,但显著增加了植株的氮、磷含量.在非盐胁迫下,接种AM真菌显著增加了植株各部分的鲜重和干重;而在高盐处理下,AM真菌的促进效应则不明显,这可能与高盐下AM真菌结构的形成和发育状况的显著降低有关.此外,接种AM真菌显著增加了甜菊植株的磷含量尤其是在高盐胁迫下,且随着盐浓度的升高,甜菊的氮依赖性显著下降而磷依赖性显著升高,促进磷元素的吸收可能是AM真菌提高甜菊耐盐性的内在机理.本研究表明,接种摩西球囊霉可显著增加非盐胁迫下甜菊的生物量,同时有利于高盐胁迫下甜菊植株磷元素的吸收,这可为甜菊的产业化经营和管理提供一定的理论依据.     

Cd胁迫下丛枝菌根对花生生长、光合生理及Cd吸收的影响

为了解丛枝菌根(AM)真菌对花生抗Cd胁迫的作用及其机理,采用温室盆栽试验,研究了Cd胁迫下接种AM真菌对花生生长、根系形态、Cd吸收及光合生理的影响.结果显示,AM真菌能与花生形成良好的共生关系,施Cd对菌根侵染率无影响;Cd胁迫下接种AM真菌能够显著改善花生生长状况,植株体内P含量与吸收量分别提高1.16—1.52、1.22—1.79倍,叶片叶绿素相对含量平均增幅11.79%,地上部分和根系生物量分别增加7.55%—8.19%、10.86%—14.05%,同时接种处理显著增大了花生根系的根长、根表面积、根体积,降低了植株地上部分Cd含量;对于同一施Cd水平而言,菌根花生叶片的最大光化学效率(Fv/Fm)和潜在光化学效率(Fv/Fo)均显著高于非菌根植株,接种AM真菌使花生叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均显著增大,而胞间CO_2浓度(Ci)显著低于不接种处理.研究表明AM真菌可通过改变花生根系的形态结构来吸附固持重金属Cd,从而减少Cd向花生植株地上部分的转移,降低Cd胁迫对花生植株造成的伤害;另一方面,通过提高花生对矿质元素P的吸收来增加植株体内叶绿素含量及改善叶片叶绿素荧光和光合作用,增强花生抗Cd毒害的能力,进而促进花生生长,提高植株生物量.     

菲在苦草中的富集及氧化胁迫效应

通过室内静态模拟实验,研究苦草在不同浓度菲暴露10d后,菲在苦草中的富集以及菲对苦草茎叶中自由基含量、抗氧化系统等生理生化指标的影响.结果表明,苦草对菲的富集量和富集规律在根部和叶部存在较大差异,根和叶部的富集与暴露浓度有很好的剂量-效应关系;低浓度菲显著诱导产生自由基,自由基信号强度与过氧化物酶(POD)活性存在较好的正相关,均先升高后降低;谷胱甘肽系统是较敏感的生物指标,暴露组还原型谷胱甘肽(GSH)含量被显著抑制,氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量和谷胱甘肽S转移酶(GST)活性始终被诱导;脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量随菲浓度的升高而呈增加的趋势,表明菲暴露下苦草已经受到氧化损伤.图6参23     

小麦细胞色素P450作为土壤污染生物标记物的研究

以小麦(Triticum acstivnm)为供试植物,建立了小麦细胞色素P450含量的测定方法.在此基础上,以草甸棕壤为供试土壤,菲为外源污染物,进行了菲污染暴露与P450含量的污染诱导量-效关系研究.比较了P450含量与超氧化物歧化酶(SOD)活性对污染诱导的敏感性.结果表明,当土壤菲浓度在1-8mg· kg-1范围内,P450总量分别为对照组的1.78,2.51,2.48和2.17倍,表现为诱导刺激效应,且P450含量与菲含量之间存在明显的剂量-效应关系(P=0.00).而同样浓度范围内,SOD活性变化与对照相比均无显著差异(P=0.168).     

不同纳米材料作用下菲对鲫鱼的毒性效应

研究了纳米材料(多壁碳纳米管和纳米氧化锌)泄漏进入水环境后吸附多环芳烃(菲)对水生生态系统可能造成的影响及其影响机制,以便能及早采取相应的风险管理措施.实验结果表明,多壁碳纳米管(MWCNTs)显著降低了菲(Phe)在鲫鱼肌肉和肝脏中的富集,但增加了其在鱼脑中的富集量;C-Phe组菲在眼部、胚胎和生殖腺中含量均高于ZnO-Phe组.MWCNTs、nZnO与菲均诱导鲫鱼脑部和肝脏组织中自由基的生成.     

丙烯酰胺对水环境中典型微藻的毒性效应

作为可疑致癌物,丙烯酰胺(acrylamide,AM)是目前各国政府和广大民众普遍关注的重要污染物.为探究AM对水体生物的毒性效应及可能存在的生态风险,本文以海洋微藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和淡水微藻莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为研究对象,采用室内培养法,测定了不同暴露浓度的AM对2种微藻生长、形态和生理状态的影响.结果显示,AM对2种藻类生长均有显著的抑制作用(P0.05),96 h半抑制质量浓度(EC_(50))分别为22.79 mg·L~(-1)和161.8 mg·L~(-1);最高无抑制浓度(NOEC)分别为1.04 mg·L~(-1)和9.84 mg·L~(-1).不同微藻对AM胁迫的响应存在较大的差异性,与莱茵衣藻相比,东海原甲藻对AM更敏感.扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果显示,当受到AM影响时,2种藻细胞严重变形,表现出塌陷、质壁分离、空泡数量增多和叶绿体片层结构少量断裂等现象;叶绿素含量和F_v/F_m(PSⅡ最大光化学量子产量)测试表明AM可以通过破坏微藻的光合系统而抑制光合作用.AM对东海原甲藻属于中毒性物质,对莱茵衣藻属于低毒性物质.     

基于高内涵分析技术表征磷酸三苯酯的肺细胞毒性

磷酸三苯酯(triphenyl phosphate, TPhP)是环境中最常见的有机磷酸酯阻燃剂之一,具有较强的挥发性,每天持续摄入TPhP,可能对人体肺部组织产生不利影响。本研究以人源的非小细胞肺癌细胞系(A549)为研究对象,采用高内涵分析系统检测50、100和200μmol·L^-1 TPhP对细胞核形态、核膜通透性、线粒体纹理结构、线粒体膜电位、细胞内氧自由基水平、磷酸化组蛋白H2AX(phosphorylated histones H2AX, pH2AX)、细胞色素C和细胞凋亡等参数的影响。结果显示,与对照组相比,随着TPhP暴露浓度的增加,A549细胞活性显著下降,细胞核面积增加、核亮度降低和核碎片化程度加剧,核膜通透性增高,细胞核的各参数在200μmol·L^-1 TPhP组变化最显著;细胞内氧自由基水平的显著升高,进一步导致线粒体损伤和细胞色素C释放,当TPhP为100μmol·L^-1时,线粒体损伤程度最严重;当TPhP为100μmol·L^-1和200μmol·L^-1     

特定静电场长期作用下作物叶绿体膜组分及膜流动性的变化

研究了0.3kV/cm静电场长期作用下,大豆、黄瓜与油青菜心叶片光合细胞中叶绿体膜脂肪酸组分和膜流动性的影响.结果表明,静电场处理使叶绿体膜不饱和脂肪酸相对含量增加,饱和脂肪酸相对含量减少,膜脂肪酸的不饱和度指数和膜流动性提高.进一步研究发现,静电场处理使叶片细胞内丙二醛(MDA)含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高,表明静电场的作用提高了作物光合细胞抗氧化保护酶系统的功能,使光合细胞中叶绿体膜流动性增加.图3表1参16     

ROS介导的氧化应激在INH诱导的细胞毒性中的作用及槲皮素的干预

为探讨ROS介导的氧化应激在异烟肼(INH)诱导L-02细胞毒性中的作用及槲皮素的干预作用,建立体外培养INH诱导L-02细胞氧化损伤模型,实验分为对照组(A)、INH组(B)、槲皮素低剂量组(C)及槲皮素高剂量组(D)。采用生化分析法检测L-02细胞培养液中天冬氨酸氨基转移酶(AST)和丙氨酸氨基转移酶(ALT)的活性;利用荧光探针检测L-02细胞线粒体内活性氧(ROS)水平;应用比色法检测L-02细胞内丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)的含量以及主要抗氧化物酶的活性。结果表明,与对照组相比,INH能显著增加L-02细胞培养液中AST和ALT的活性、细胞线粒体内ROS水平及细胞内MDA的含量(P0.01),并显著减少L-02细胞内GSH的含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性(P0.01)。与INH组比较,槲皮素低剂量组L-02细胞培养液中AST的活性、线粒体内ROS水平及细胞内MDA的含量明显降低(P0.05),而细胞内SOD的活性明显增加(P0.05);高剂量槲皮素能显著降低L-02细胞培养液中AST和ALT的活性、细胞线粒体内ROS水平及细胞内MDA的含量(P0.01),并能显著增高L-02细胞内GSH的含量和主要抗氧化物酶的活性(P0.01)。与槲皮素低剂量组相比,槲皮素高剂量组的保护效应更明显(P0.05)。可见,ROS介导的氧化应激在INH诱导的L-02细胞毒性中发挥了重要作用,且槲皮素对INH诱导的L-02细胞氧化损伤具有保护作用。     

川牛膝多糖的体外免疫活性研究

通过体外细胞毒性检测、小鼠脾淋巴细胞增殖实验、NK细胞活性测定以及腹腔巨噬细胞吞噬巾性红等实验,对川牛膝多糖的免疫活性进行了研究.研究结果表明,川牛膝多糖体外在10～300 pg/mL浓度范围内对细胞不具有直接毒性作用,能够促进B淋巴细胞增殖(P0.05).因此,川牛膝多糖既具有体液免疫功能,又能提高NK细胞活性和小鼠巨噬细胞的吞噬能力,表明其免疫活性广泛.     

气态甲醛对大鼠肺组织影响的病理学观察

为了研究大鼠吸入甲醛后其肺组织病理结构的改变并探讨其损伤机理,以雌性Wisar大鼠为实验材料,采用动式吸入方式染毒15d(暴露组甲醛浓度32～37mg·m-3,每日暴露4h)后,取肺组织进行光镜及透射电镜观察.光镜观察结果表明,甲醛暴露后,大鼠肺组织主要表现为间质性肺炎和肺泡性肺炎的病理学特点,肺泡壁毛细血管扩张、充血、出血严重,个别区域可见大量炎细胞浸润,肺内细支气管和肺泡腔内见大量血细胞,部分肺泡腔内有透明膜形成,内含脱落的肺泡上皮细胞.电镜观察结果表明,甲醛暴露后,大鼠肺泡上皮细胞损伤严重,线粒体嵴断裂、肿胀、空泡化,部分肺泡上皮细胞胞膜溶解,细胞器丢失,细胞坏死、脱落.推测甲醛吸入可致大鼠肺病理损伤,损伤机理可能与自由基损害和醛糖还原酶(AR)表达变化有关.     

PM_(2.5)诱导人支气管上皮细胞线粒体损伤

流行病学和实验研究表明,PM_(2.5)会对呼吸系统造成损害,但毒性机制还有待深入探讨.本研究采集太原市冬季PM_(2.5),考察其对人支气管上皮细胞(BEAS-2B细胞)的线粒体损伤效应.结果表明,PM_(2.5)会造成细胞线粒体结构变化和功能异常,主要表现为三磷酸腺苷(ATP)水平和线粒体膜电位(MMP)随着PM_(2.5)浓度升高而下降.此外,线粒体功能相关因子PGC-1α、NRF-1和TFAM的蛋白表达量也随着PM_(2.5)浓度的升高呈下降趋势,并在30μg·mL~(-1)时达到最小值.这些结果提示,PM_(2.5)可以导致BEAS-2B细胞发生线粒体结构和功能性变化,进而诱发呼吸系统损伤.     

六价铬诱导的肝细胞线粒体依赖性凋亡中VDAC1的作用

铬(chromium)是一种在工业生产过程中广泛使用的重金属,进入人体后可导致急慢性中毒,具有神经毒性、基因毒性、致癌性和免疫毒性。了解六价铬(hexavalent chromium,Cr(Ⅵ))的细胞毒性,进一步探究Cr(Ⅵ)的毒作用机制,可为防治Cr(Ⅵ)对人群健康的损害提供实验依据。电压依赖性阴离子通道蛋白1(voltage-dependent anion channel-1,VDAC1)参与调控线粒体外膜通透性,影响细胞凋亡;同时VDAC1也是BCL-2家族的重要结合位点,它可与BAX/BAK相互作用形成孔道,使线粒体内的凋亡相关蛋白,如细胞色素C等,进入胞浆,引起细胞凋亡。但VDAC1影响细胞凋亡的确切路径与分子机制,目前尚未完全研究清楚。使用L02人正常肝细胞作为实验对象,通过慢病毒包装法建立VDAC1低表达细胞系,检测在相同浓度Cr(Ⅵ)处理的条件下,与非染毒组相比,不同受试细胞的生存率、凋亡情况、活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)生成量、线粒体功能和凋亡诱导因子(AIF)的变化情况是否存在差异。结果表明,与VDAC1正常表达的细胞相比,VDAC1低表达组在Cr(Ⅵ)染毒的情况下,细胞生存率升高,凋亡率下降,细胞内ROS生成量减少,MPTP活性增加不明显,胞浆内细胞色素C(Cytochrome C,Cyt C)和AIF含量降低。上述研究结果表明VDAC1参与了由六价铬诱导的线粒体依赖性肝细胞凋亡,并且抑制VDAC1的表达可减轻因Cr(Ⅵ)暴露而引起的L02肝细胞损伤。     

两种间作体系对丛枝菌根真菌侵染及多氯联苯去除的影响

多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)是一类典型的环境有机污染物,植物与微生物的联合修复能够显著提高PCBs的降解率.以丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)M47V为供试菌种,温室盆栽条件下设置玉米/黑麦草间作、玉米/紫花苜蓿间作以及玉米单作等3个处理(均接种AM真菌),研究间作对玉米根系AM真菌侵染及土壤中PCBs去除的影响.种植90 d后测定玉米根系AM真菌侵染率、生物量、土壤PCBs含量及同系物组成、16S rDNA基因丰度,并采用末端限制性片段长度多态性(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)技术分析细菌群落结构.结果显示,间作对玉米根系AM真菌侵染率、玉米生物量和土壤碱解氮含量均有显著促进作用,对土壤细菌丰度和群落结构产生显著影响,其中玉米/紫花苜蓿间作显著提高了土壤细菌数量(P0.05);间作显著提高五氯联苯及总PCBs的降解率,此外玉米/黑麦草间作还显著提高三氯联苯的降解率;土壤PCBs同系物组分与细菌T-RFs片段中128 bp、148 bp片段均具有显著相关性.本研究表明,间作与AM真菌对提高玉米生物量具有协同作用,并通过影响细菌群落结构与丰度促进土壤中多氯联苯的转化与降解,同时改变其同系物结构组成,提高PCBs修复效率.     

长春城郊蔬菜地土壤中多环芳烃的含量与分布特征

以长春城市郊区菜地土壤为研究对象,采用GC-FID法对该地区土壤中多环芳烃含量进行分析测定,长春城郊菜地土壤中平均含量苯并(a)芘蒽菲萘.该地区土壤中萘,蒽的含量处于尚清洁水平;部分区域土壤中苯并(a)芘和菲的含量处于轻度污染水平.     

活性氧参与多壁碳纳米管诱导的RAW264.7细胞毒性

碳纳米管以其独特的结构和性能,在生物医药和电子等领域广泛应用,而其生态安全性也成为科学界关注的焦点。为探究多壁碳纳米管(MWCNTs)诱导的细胞毒性机制,将小鼠肺泡巨噬细胞(RAW264.7)暴露于6个浓度梯度(0、25、50、100、150和200μg.mL-1)的MWCNTs中,应用噻唑蓝(MTT)法测定细胞存活率,用2’,7’-二氯荧光素二乙酸(DCFH-DA)荧光染色法测定细胞内活性氧的生产量,用流式细胞方法测定MWCNTs对细胞周期的影响。同时使用抗氧化剂氮乙酰半胱氨酸(NAC)验证MWCNTs诱导的细胞氧化损伤的作用机理。结果显示,MWCNTs对RAW264.7的细胞毒性呈剂量依赖性。暴露于不同浓度的MWCNTs(25、50、100、150和200μg.mL-1)下24h后,细胞活力分别为对照的74%、62%、59%、51%和45%。MWCNTs对RAW264.7的周期阻滞作用主要发生在G0/G1期。200μg.mL-1的MWCNTs处理3h后活性氧较对照组上升6.6倍。NAC对MWCNTs细胞毒作用有明显的抑制作用,且NAC能减弱MWCNTs对RAW264.7的细胞周期阻滞作用。研究表明,活性氧能够介导MWCNTs对小鼠巨噬细胞RAW264.7的损伤,并且MWCNTS通过细胞周期G0/G1期的阻滞,诱导细胞凋亡。     

Influences of global environmental changes on arbuscular mycorrhizal fungal communities: a review北大核心CSCD

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌是生态系统地上地下部的重要连接体,对其群落结构特征的研究有助于菌种资源的发掘和生态系统的可持续发展.人类生产生活活动对全球环境带来了一系列的改变,如二氧化碳和臭氧浓度升高、氮沉降、增温及降水减少/增多等,全球环境变化对AM真菌群落结构的影响也引起了广泛关注.针对二氧化碳和臭氧浓度升高、增温、氮沉降和降水减少/增多等全球环境变化因子,总结其对AM真菌群落结构影响的国内外研究进展,探讨全球环境变化对AM真菌群落的可能作用途径.已有模拟全球环境变化实验研究主要集中于北半球的草原、农田和森林系统.大多研究发现二氧化碳和臭氧浓度升高未对AM真菌多样性产生不利影响,但使AM真菌群落结构显著分异.氮沉降和增温对AM真菌多样性的影响表现为降低、无显著影响和增加等多种情况,对AM真菌群落结构的影响也表现为未显著和显著分异,主要与模拟实验处理方式、增加幅度、土壤养分水平和生态系统类型等因素有关.降水减少未显著影响AM真菌群落结构和多样性,而降水增加使AM真菌群落结构发生显著分异.这些研究主要注重AM真菌群落结构和多样性如何改变等生态现象而潜在机理探索以及热带和南半球不同生态系统下的研究尚不足.另外,鉴于全球变化因子间的关联性,复合因子对AM真菌群落结构的影响值得重视.(图1表4参113)