多种环境雌激素对淡水鱼联合毒性作用的预测和评价

为预测和评价多种环境激素对生物的联合毒性效应,通过对雄性鲫鱼卵黄蛋白原诱导作用探讨了17β-雌二醇、17α-乙炔基雌二醇、双酚A、辛基苯酚等几种环境雌激素联合作用的环境影响.确定了每种化合物的剂量-效应曲线,混合物由单个化合物等毒性固定浓度比例混合而成,实验得出的混合物效应与通过浓度相加或反应相加作用模型计算得出的混合物效应比较.结果有很好的一致性.上述结果证明了类雌激素化合物呈现相加作用方式,即使在单独作用无显著效应的较低浓度下也可产生显著的混合物效应,混合物效应可通过两类模型预测.由于环境污染物组成往往不明确,通过浓度相加作用模型预测的结果较为保守,在环境风险评价中更加实用.     

五氯酚对稀有鮈鲫卵黄蛋白原及p53的诱导效应

采用中国特有鱼种稀有鮈鲫为实验动物,研究五氯酚（PCP）对其肝脏卵黄蛋白原（VTG）、VTG基因及抑癌基因p53的诱导效应,评价PCP的内分泌干扰作用,并从蛋白和基因表达水平上筛选PCP检测的敏感生物标志物.1.5、15、40、80、120、150、160μg.L-1PCP暴露稀有鮈鲫,同时设置空白、溶剂对照和17α-雌二醇（EE2）阳性对照,运用SDS-PAGE,ELISA法检测经PCP暴露后稀有鮈鲫肝脏VTG蛋白的表达差异;克隆稀有鮈鲫新的VTG和p53基因序列片段,运用实时荧光定量PCR方法检测PCP暴露对基因表达的影响.结果表明,40、80、120、160μg.L-1PCP均能诱导雌雄稀有鮈鲫肝脏VTG蛋白的表达,具有显著的浓度-效应关系;1.5、15、150μg.L-1PCP暴露后,雄性稀有鮈鲫肝脏VTG和p53基因表达均明显升高,具有显著的浓度-效应和时间-效应关系.证明PCP具有雌激素效应,稀有鮈鲫肝脏的VTG蛋白、VTG及p53基因可作为PCP检测的敏感分子生物标志物.     

4种环境雌激素对淡水鱼卵黄蛋白原诱导的混合物效应研究

在个体水平上阐明环境雌激素类化合物对易受影响生物的联合毒性作用,探讨混合污染物联合作用和环境风险评价的研究方法.通过对鲫鱼血清卵黄蛋白原含量的相对变化和暴露浓度的非线性回归分析得出17α-乙炔基雌二醇(EE2)、17β-雌二醇(E2)、双酚A(BPA)、辛基苯酚(OP)及其等毒性混合物产生雌激素效应的剂量-反应关系,应用联合作用指数和相加作用模型研究4种环境雌激素的联合作用.各化合物非线性回归分析结果均以Weibull函数拟合效果最好,决定系数R2≥0.92;效应浓度值及其95%置信限通过自举抽样法得出,其中半效应浓度值EC50及其95%置信区间分别为0.0079(0.0068～0.0100)、0.0987(0.0900～0.1110)、63.50(56.58～70.62)和250.59(228.46～271.99)μg·L-1.4种环境雌激素混合物效应通过相加作用模型预测在全剂量范围内与实验结果相一致,呈现相似联合作用.相加作用模型是在各个浓度反应水平上展示化合物联合作用的性质,是切实可行的联合作用研究方法,而混合物效应通过联合作用指数评价存在许多不确定性.     

乙炔基雌二醇对真鲷幼鱼的雌激素效应研究

采用静态暴露方式研究17α-乙炔基雌二醇(EE_2)对真鲷(Pagrosomus major)幼鱼的雌激素效应.当真鲷幼鱼暴露于0.01、0.1、0.5 μg/L EE_2,42 d后,真鲷幼鱼的肥满度极显著下降;血浆中卵黄蛋白原(Vtg)被诱导产生,肝胰脏指数(HSI)和血浆蛋白总量极显著升高;血浆雌二醇(E_2)和睾酮(T)水平显著降低,其中血浆雌二醇受EE_2的干扰更显著,降低的幅度更大.结果提示,真鲷幼鱼的肥满度、肝胰脏指数、血浆蛋白总量、血浆性激素水平等可作为评估EE_2等环境内分泌干扰物毒性效应的生物指标;真鲷幼鱼血浆中的Vtg具有作为生物标志物,用于监测海洋水体中EE_2等环境内分泌干扰物的潜力.     

五氯酚对稀有鮈鲫胚胎毒性效应研究

研究五氯酚(PCP)对稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)胚胎的致畸和毒性效应.以7.5,30,60,120,250μg/L5个浓度的PCP对0hpf(hpf,受精卵孵出时间)的稀有鮈鲫胚胎进行暴露染毒,同时设置空白对照组、二甲基亚砜溶剂对照组和雌二醇(EE2,2.5ng/L)阳性对照组.在立体显微镜下观察整个胚胎的发育过程,统计胚胎的孵化率、96hpf相对存活率和各时期的畸形率,并利用半定量RT-PCR检测胚胎中CYP1A基因和p53基因mRNA的表达.结果表明,PCP暴露能延迟稀有鮈鲫胚胎发育,并造成胚胎卵凝结、心包囊肿、脊柱弯曲等多种畸形甚至死亡.随着PCP暴露浓度的升高,稀有鮈鲫胚胎的孵化率和96hpf相对存活率降低,各时期的畸形率增加,并呈现一定的浓度效应.稀有鮈鲫胚胎CYP1A基因和p53基因mRNA表达被显著诱导,并随PCP浓度的升高而增加.PCP对稀有鮈鲫胚胎发育表现为显著的毒性效应.稀有鮈鲫胚胎孵化率、96hpf相对存活率、各时期畸形率及CYP1A基因和p53基因的诱导表达可以作为评价PCP毒性作用的敏感指标.     

溴氰菊酯对稀有鮈鲫早期生命阶段发育和内分泌干扰毒性

采用半静态水体暴露方式研究了水中溴氰菊酯对稀有鮈鲫早期生命阶段的发育毒性与内分泌干扰效应.结果表明,影响稀有鮈鲫胚胎孵化的LOEC (最低可观察效应浓度)>3.0μg/L;影响稀有鮈鲫仔鱼发育畸形和死亡指标的LOEC和NOEC (无可观察效应浓度)分别为1.0和0.33μg/L.低至0.04μg/L的溴氰菊酯暴露便可显著下调稀有鮈鲫幼鱼体内雄激素受体基因(AR)表达量并上调甲状腺激素受体基因(TRβ)表达量;0.11μg/L的溴氰菊酯暴露可以下调稀有鮈鲫幼鱼体内雄激素受体基因(AR)、雌激素受体基因(ER1、ER2b)和芳香烃受体基因(AhR1a)的表达量,并上调甲状腺激素受体基因(TRβ)表达量;0.33μg/L的溴氰菊酯可以下调稀有鮈鲫幼鱼体内雄激素受体基因(AR)、雌激素受体基因(ER1、ER2b)、芳香烃受体基因(AhR1a、AhR1b、AhR2)的表达量,并诱导甲状腺激素受体基因(TRβ)表达量的上调.上述作用浓度水平已经处于多个天然水体中溴氰菊酯的检出浓度范围,因此,关于水体残留溴氰菊酯对鱼类的内分泌干扰效应必须予以重视.     

雌二醇、壬基酚和三丁基锡对草金鱼血浆卵黄蛋白原含量的联合效应

雌二醇(17β-estradiol,E2)是生物合成的天然雌激素,壬基酚(nonylphenol,NP)和三丁基锡(tributyltin,TBT)则是人工合成的环境拟雌激素和环境抗雌激素,这3种污染物在自然水体中均广泛分布,给多种水生生物的健康造成威胁,然而其共同存在下的联合效应尚不明确.本文以草金鱼(Carassius auratus)为受试生物,以鱼体血浆中卵黄蛋白原浓度为观测指标,研究雌二醇和壬基酚的雌激素活性及三丁基锡的抗雌激素活性.在单独暴露实验的基础上,研究3种污染物两两联合及三者联合条件下对雄性草金鱼卵黄蛋白原的联合诱导效应.结果表明,雌二醇和壬基酚均能显著诱导雄性草金鱼合成卵黄蛋白原,三丁基锡对雄性和雌性草金鱼卵黄蛋白原含量均无显著影响.雌二醇和壬基酚共暴露时,壬基酚能促进雌二醇的雌激素效应;雌二醇与三丁基锡共暴露时,后者可抑制雌二醇的雌激素效应;3种污染物共同暴露时,三丁基锡也表现为抗雌激素效应.但壬基酚与三丁基锡共暴露时,后者未能抑制壬基酚的雌激素效应.上述结果表明天然雌激素、拟雌激素和抗雌激素之间存在复杂的联合效应,拟雌激素和抗雌激素的毒性效应并非简单地相互抵消,因此在生态风险评价时需全面评估不同类型环境雌激素之间的复合效应.     

稀有鮈鲫(Gobiocyprisrarus)七天亚慢性毒性试验

研究了稀有鲫(Gobiocyprisrarus)作为亚慢性毒性试验材料的可能性,测定了铬、铜、锌、镉和五氯酚对稀有鲫的7d亚慢性毒性,它们对稀有鲫的无可观测效应浓度(NOEC)分别是2500、10、200、20和80μg/L.最低可观察效应浓度(LOEC)则分别为5000、20、400、40和160μg/L.试验结果表明,稀有鲫是一种较好的亚慢性毒性试验材料。     

CdSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫胚胎发育的影响及其氧化应激作用

本研究以稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为对象,研究了不同浓度CdSe/ZnS量子点(QDs)暴露下,稀有鮈鲫胚胎发育过程中自主运动频率、内心率和体长的变化,以及利用体内超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)作为毒性指标,反映CdSe/ZnS QDs暴露对稀有鮈鲫胚胎发育的氧化应激作用.结果显示:CdSe/ZnS QDs对稀有鮈鲫胚胎72 hpf(hours post fertilization)的半致死浓度(LC50)为319.629 nmol·L-1,96 hpf的半致畸浓度(EC50)为203.312 nmol·L-1.CdSe/ZnS QDs暴露不仅影响稀有鮈鲫胚胎死亡率、畸形率、自主运动频率、孵化时间和孵化率,而且使其内心率减缓、体长缩短,导致胚胎卵凝结,心包囊肿,出现脊椎弯曲等多种毒性现象.同时发现,CdSe/ZnS QDs暴露导致稀有鮈鲫体内MDA含量增加以及SOD活力的降低.这表明CdSe/ZnS QDs对稀有鮈鲫胚胎发育具有致畸、致死作用,而氧化应激可能是引起其胚胎致畸、致死的重要机制之一.     

天然与人工合成雌激素及其去除途径

文章介绍了环境雌激素的种类及其危害。主要讨论了天然雌激素(雌酮、17β-雌二醇)与人工合成雌激素(17α-乙炔基雌二醇)的物化性质与结构、危害及其在污水处理中的去除途径。结合近期国内外对环境雌激素的研究,指出污水处理中天然与人工合成雌激素主要通过吸附、生物降解和高级氧化去除。     

双氯芬酸和醋氨酚对稀有鮈鲫早期生活阶段的毒性效应

随着非甾体抗炎药（NSAIDs）的持续使用与排放,世界各地的地表水、海水、地下水、污水厂进出水中均已频繁检测到该类药物,这对生态系统中各种非靶标生物造成了一定威胁.本研究评价了两种典型的非甾体抗炎药-双氯芬酸（Diclofenac）和醋氨酚（Acetaminophen）对中国特有物种稀有鮈鲫（Gobiocypris rarus）早期生活阶段的毒性效应.实验结果显示,醋氨酚的毒性较弱,当浓度达到48.4 mg·L^-1（NOEC）时,稀有鮈鲫的孵化率、死亡率、异常率、全长和干重均未表现出明显的中毒症状;而双氯酚酸的毒性则较强,当浓度达17.8 mg·L^-1（LC₁₀）时,即可导致稀有鮈鲫孵化率下降,当浓度达到10.2 mg·L^-1（LOEC）时,即可造成幼鱼外观和行为的显著异常,表明双氯芬酸对稀有鮈鲫的孵化和生长均产生了一定的致毒效应.同时,根据稀有鮈鲫和几种常用模式生物之间的孵化率、孵化后存活率、体长和双氯芬酸敏感性的比较结果,可认为稀有鮈鲫适用于污染物对鱼类早期生活阶段毒性效应的评估.     

利用唐鱼雌激素受体构建环境雌激素重组酵母测评系统的研究

利用唐鱼雌激素受体基因片段构建重组酵母,用以筛选环境雌激素类化学物质.实验先将唐鱼雌激素受体terα基因片段插入载体pGADT7中构建表达质粒p GADT7/TERα,同时将雌激素效应元件(ere)片段插入pMP206载体中构建报告质粒pMP206/ERE-Lac Z;然后把表达质粒和报告质粒共转化到酵母AH109中,经筛选成功构建了由唐鱼雌激素受体调控的表达lac Z基因的重组酵母AHpTERα/ERE.结果表明,所构建的重组酵母AHpTERα/ERE在不同浓度17β-雌二醇(E2)的诱导下,β-半乳糖苷酶的活性呈现出明显的剂量-效应关系,其EC50为(0.521±0.700)nmol·L-1.与DMSO对照组相比,重组酵母在17β-雌二醇诱导下有明显的β-半乳糖苷酶活性增强的现象.在不同浓度17α-乙炔基雌二醇(EE2)、壬基酚(NP)及其混合物、双酚A(BPA)、17β-雌二醇(E2)(阳性对照)的诱导下,重组酵母均呈现出剂量-效应关系,且灵敏度大小为E2EE2NPBPA.结果表明,本研究成功构建了重组基因酵母测评系统,初步判定该重组酵母可应用于环境雌激素的筛选.     

混凝工艺对地表水中几种甾体雌激素的去除效果

采用正交实验与单因素分析相结合的方法考察混凝工艺去除地表水中甾体雌激素的可行性。试验结果表明,混凝工艺可有效去除地表水中的甾体雌激素。pH值、混凝剂投加量、水温等条件对天然雌激素17-β雌二醇、雌三醇、雌激素酮和合成雌激素17-α乙炔基雌二醇的去除效果均存在一定影响,弱酸性、低水温条件及适当增加混凝剂投加量均有利于雌激素的去除。当原水中雌激素初始浓度为0.05¹.0 mg/L时,在混凝剂三氯化铁(FeCl3)投加量为20 mg/L左右,转速为500 r/min(2 min)+100 r/min(8 min),雌酮、17-β雌二醇和17-α乙炔基雌二醇的去除率为65%1.0 mg/L时,在混凝剂三氯化铁(FeCl3)投加量为20 mg/L左右,转速为500 r/min(2 min)+100 r/min(8 min),雌酮、17-β雌二醇和17-α乙炔基雌二醇的去除率为65%⁹0%,雌三醇的去除率较低,约15%。     

酚类、烷基苯类、硝基苯类化合物和环境水样对剑尾鱼和稀有鮈鲫的急性毒性

测定了酚类、烷基苯类和硝基苯类的12种化学品,以及3个环境水样对剑尾鱼和稀有(鱼句)鲫的96 h LC_O,96 h LC₅₀,96 h LC₁₀₀值.结果表明,剑尾鱼和稀有(鱼句)鲫的幼鱼对化学品和环境水样的敏感性无显著性差异,对于化学品和环境水样,剑尾鱼和稀有(鱼句)鲫是较为理想的毒性试验材料.      

再生水无计划间接补充饮用水的雌激素健康风险

以城市污水为水源的再生水中含有一定量的雌激素类内分泌干扰物,其在无计划间接补充饮用水过程中存在潜在健康风险.针对再生水经河流补给湖库型水源地的典型场景,研究了再生水中雌酮、雌二醇、17α-乙炔基雌二醇、双酚A、壬基酚和辛基酚在水体中的变化规律,评价了雌激素的健康风险.结果表明,再生水(二级出水)中雌激素类物质的质量浓度多分布在0.1~100 ng·L-1水平;双酚A和壬基酚的浓度较高,可达到1~10μg·L-1水平.再生水间接补充饮用水过程中,雌激素的浓度受到上游来水稀释、河道湖库自然降解和饮用水处理工艺去除等作用的影响.雌酮、雌二醇、双酚A、壬基酚和辛基酚的非致癌风险较小,都低于规定值1.当湖库型水源地的水力停留时间大于30 d时,再生水中17α-乙炔基雌二醇对人体的非致癌风险值大多小于1;当停留时间小于10 d且再生水占饮用水比例达50%以上时,16%~47%样品的17α-乙炔基雌二醇的非致癌风险值大于1,其健康风险需优先关注.     

基于SCGE的五氯酚对稀有鮈鲫DNA损伤的研究

采用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术,研究了在不同的染毒时间内不同浓度的五氯酚(PCP)对稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)血细胞和肝脏细胞DNA的损伤.结果显示,各PCP染毒组细胞彗星尾部DNA含量 (%DNAT) 和彗星尾长(TL) 显著增加,与空白对照组比较,差异极显著(P0.926,说明在实验浓度范围内, 存在显著的浓度-效应关系.在同一浓度下,随着暴露时间的增加,处理组%DNAT和TL逐渐增加,存在显著的时间-效应关系.由于PCP可引起稀有鮈鲫血细胞和肝脏细胞DNA的严重损伤,因此稀有鮈鲫血细胞和肝脏细胞DNA的损伤可作为PCP遗传毒性的指示.     

基于A2/O处理工艺的生活污水的成组生物毒性评价

为了更加准确评估城市生活污水的综合生物毒性以及处理工艺对污水毒性的削减状况,本研究通过发光菌急性毒性、遗传毒性、雌激素活性检测方法对A~2/O工艺处理前后污水的毒性进行评价,同时通过斑马鱼暴露实验分析污水和回用水对水生生物内分泌干扰效应的作用模式.结果表明,污水厂进水具有较强的急性毒性、遗传毒性以及雌激素活性,水质较差.经二级生物处理后,上述毒性显著性降低,污水厂出水水质提高.但污水出水雌二醇当量为1.89 ng·L-1,仍可能会对受纳水体的水生生物产生潜在危害.浓缩2.5倍的水样导致雄性斑马鱼肝脏的卵黄原蛋白基因(vtg1)和雌激素受体基因(esr1)的表达水平显著上升,由此可以得出污水可通过干扰目的基因的表达来调控水生生物的内分泌活动.而esr1基因在肝脏的表达被抑制说明污水可能具有抗雌激素作用,同时反映进行生物毒性效应分析时应从多个组织或器官考虑,以获得比较全面的信息.     

聚苯乙烯微塑料对糖尿病小鼠肾脏的影响

以糖尿病小鼠为模式生物,探究了100nm和5μm的聚苯乙烯微塑料(PSMPs)(200μg/L)通过饮水暴露28d后对小鼠肾脏的毒性.结果表明,糖尿病小鼠对PSMPs的暴露更加敏感,100nm和5μm PSMPs暴露导致糖尿病小鼠肾脏出现明显的炎性细胞浸润和淤血等病理损伤,且100nm PSMPs对肾脏造成的病理损伤更为严重.此外100nm PSMPs暴露显著加剧了糖尿病小鼠肾脏炎症因子(TNF-α和IL-6)、超氧化物歧化酶(SOD)和血清肌酐表达水平,并导致肾脏代谢紊乱.与5μm PSMPs相比,100nm PSMPs暴露呈现出的小粒径毒性效应可能与纳米级别PSMPs更易透过肠道屏障在肾脏中累积有关.此外,肾脏代谢通路紊乱引起的糖酵解能力受损和能量代谢水平降低也增加了PSMPs对糖尿病小鼠肾脏的负荷.     

氢化可的松对雄性稀有鮈鲫肾上腺激素调节功能基因的干扰作用

克隆了稀有鮈鲫促肾上腺皮质素释放激素(CRF)、阿片黑素促皮质素原(POMC)和糖皮质素受体(GR)基因片段,设计了物种特异性引物.BLAST分析结果显示,所克隆基因与斑马鱼、鲫鱼和鲤鱼相应基因的同源性超过90%.通过短期暴露实验研究了氢化可的松对稀有鮈鲫雄性成鱼主要脏器的毒性,并通过荧光定量PCR方法测定了其对上述基因表达的影响.结果显示,在0～125μg·L-1浓度暴露下,实验鱼体长、体重、性腺指数、肝脏指数和肾脏指数等指标与对照组均无显著差异.鱼脑CRF基因在暴露组较对照组有显著上调;脑POMC基因在低浓度暴露组显著上调,而在高浓度暴露组显著下调;且CRF和POMC基因的表达谱随浓度变化都呈现非典型剂量效应关系;肝脏GR基因在氢化可的松低暴露浓度组时较对照组明显下调.高浓度组时显著上调.以上结果表明,在分子水平上氢化可的松能够干扰鱼的肾上腺激素调节功能,但在器官和个体水平上没有表现出明显的毒性;HPA轴中的CRF、POMC和GR功能基因可以作为肾上腺皮质激素干扰物的敏感生物标记.     

辽东湾海水中甾体雌激素的检测及生态风险评价

建立了SPE-丹酰化衍生-UPLC-MS/MS海水中雌激素的高灵敏度分析方法,对辽东湾海水中甾体雌激素的浓度水平及分布进行了调查并对其潜在的生态风险进行了评估.结果表明:辽东湾海水样品中检出雌酮,17β-雌二醇,17α-雌二醇,雌三醇和17α-乙炔基雌二醇的浓度分别为(0.714±0.407),(0.089±0.077),(0.009±0.011),(0.008±0.008),(0.001±0.003)ng/L.雌激素浓度在大辽河入海口区域最高,双台子河入海口次之,大凌河及小凌河入海口区域最低.辽东湾海水中的17β-雌二醇等当量浓度(EEQ-E2β)为0.562±0.327ng/L,导致野生梭鱼雌雄同体发生的概率约为0.83%,不足以解释该海域野生梭鱼雌雄同体的高发生率.为了有效管理该海域的环境安全,有必要对原因物质进行进一步解析.