应用蚯蚓彗星实验检测环境甲醛的生态毒性

为了检测甲醛对环境的生态毒性,用不同剂量的液态甲醛和不同浓度的气态甲醛对赤子爱胜蚓染毒1 h,利用单细胞凝胶电泳技术(又称彗星实验)和氯化钾-十二烷基硫酸钠沉淀法(K-SDS)检测蚯蚓细胞的DNA损伤和DNA-蛋白质交联情况.实验结果发现,甲醛在低剂量或低浓度水平(5、25μmol·L-1;0.522 、1.308 mg·m-3)时,可以引起轻微的DNA损伤--DNA分子断裂(p＜0.01);在高剂量或高浓度水平(125、625μmol·L-1;2.1 mg·m-3)时,可以导致严重的DNA损伤,即DNA-蛋白质交联(p＜0.01).结果表明,低浓度的甲醛可以引起蚯蚓细胞DNA断裂,较高浓度的甲醛可以导致蚯蚓细胞DNA-蛋白质交联,且DNA损伤的程度与甲醛浓度具有良好的量效关系.     

甲醛致DNA-蛋白质交联作用及其修复的研究

为了探讨甲醛致生物机体DNA-蛋白质交联作用及其修复能力,以昆明纯系小鼠和人肝癌细胞系HepG2为实验材料分别进行体内和体外实验,采用KCl-SDS沉淀法来检测甲醛染毒后小鼠肝细胞和HepG2细胞中DNA-蛋白质交联的含量及其修复效果.体内实验结果表明,低浓度的气态甲醛(0.5 mg·m-3)不能引起DNA-蛋白质的交联,较高浓度的甲醛(1.0 mg·m-3,3.0 mg·m-3,p＜0.01)可以产生明显的DNA-蛋白质交联作用;由3.0 mg·m-3浓度的气态甲醛产生的DNA-蛋白质交联在12h内可以得到明显的修复,并在24 h内恢复到空白对照水平.体外实验结果表明,经低浓度液态甲醛(25 μmol·L-1和50μmol·L-1)处理后,HepG2细胞内的DPC系数虽然稍有变化,但是与空白对照组相比较无显著差异,而当甲醛浓度上升至75 μmol·L-1及以上时,细胞中的DPC系数出现了极显著上升(p＜0.01);采用75 μmol·L-1甲醛染毒HepG2细胞,在染毒18h和24 h后,细胞内的DPC水平较染毒结束时发生了极显著的下降(p＜0.01),且与空白对照组相比无显著差异.以上结果显示,低浓度的甲醛不能引起DNA-蛋白质的交联,较高浓度的甲醛可以引起明显的DNA-蛋白质的交联作用,且甲醛所致的DNA-蛋白质交联在体内修复比体外修复所需时间要短.     

甲醛致中华卵索线虫DNA损伤作用的研究

为了探讨甲醛致线虫DNA-蛋白质交联(DNA-protein crosslinks,DPC)和DNA断裂(DNA strand breakage,DSB)的作用,以中华卵索线虫(Ovomermis sinensis)为材料,经活体染毒后,采用KCl-SDS沉淀法和单细胞凝胶电泳法来检测液态甲醛染毒后线虫提取细胞中DNA-蛋白质交联物的含量及DNA的断裂效应.KCl-SDS沉淀法的结果表明,低浓度(5、25、125μmol·L-1)的液态甲醛不能引起DNA-蛋白质的交联(p＞0.05),较高浓度(625μmol·L-1)的甲醛可以引起明显的DNA-蛋白质的交联作用(p＜0.05)而单细胞凝胶电泳的结果则显示甲醛在低浓度(5、25μmol·L-1)时可以引起DNA链的断裂(p＜0.01),在较高浓度(125、625μmol·L-1)时可以引起交联作用(p＜0.05).研究结果表明,甲醛在较高浓度时可以导致明显的DNA-蛋白质交联作用,而在小于25μmol·L-1时以DNA断裂作用为主.     

NO在甲醛介导的氧化损伤中的协同作用

为了探讨NO在甲醛介导的氧化损伤中的协同作用,用不同剂量的气态甲醛对小鼠进行连续动态染毒处理72 h后,测定小鼠脑、心和肝组织一氧化氮合酶活力和总抗氧化能力.结果显示,吸入甲醛后,小鼠的脑、心和肝组织一氧化氮合酶活力升高,总抗氧化能力下降.当甲醛浓度为0.5 mg·m-3时,脑和肝的一氧化氮合酶活力与阴性对照组相比有显著性差异(p＜0.05),脑和肝的总抗氧化能力与阴性对照组相比,有极显著性差异(p＜0.01),而心的总抗氧化能力与阴性对照组相比有显著性差异(p＜0.05).当甲醛浓度上升为3.0 mg·m-2时,脑、心和肝组织的一氧化氮合酶活力和总抗氧化能力与阴性对照组相比均有极显著性差异(p＜0.01).结果表明,过量生成的NO是甲醛导致机体氧化损伤可能的机理.     

砷暴露对小鼠葡萄糖稳态的影响

通过饮水亚砷酸钠(NaAsO_2)暴露,研究了砷对小鼠葡萄糖稳态的影响及相关作用机制.结果发现,C57BL/6小鼠经饮水暴露5、50mg·L~(-1)As 6个月,每月空腹血糖和1~4个月内葡萄糖耐量与对照组无明显变化.砷暴露5、6个月导致葡萄糖耐量受损且具有剂量和时间依赖性,与此同时,血清丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)活性在5 mg·L~(-1)As组无明显改变,但50 mg·L~(-1)As组显著高于对照组;苏木精和伊红(HE)染色观察到砷暴露组小鼠肝脏结构损伤,炎性细胞浸润.此外,砷暴露组肝脏中促炎症因子肿瘤坏死因子(TNF-α)mRNA水平显著上升,胰岛素受体底物(IRS2)和葡萄糖转运蛋白(GLUT2)mRNA转录水平下降,高剂量砷组基因表达的增减幅度较大.研究结果表明,长期砷暴露会引发实验动物葡萄糖耐量受损、肝脏功能和结构损伤,葡萄糖耐量受损可能与砷暴露组胰岛素受体后信号转导障碍和肝脏葡萄糖转运异常有关.     

邻苯二甲酸二丁酯诱导小鼠神经行为学改变及相关生理生化指标分析

探究邻苯二甲酸二丁酯诱导小鼠神经行为学改变及与细胞外调节蛋白激酶(ERK1/2)通路相关蛋白的关联.雄性KM小鼠36只,随机分成4组:生理盐水组、50 mg·kg~(-1)·d~(-1) DBP组、50 mg·kg~(-1)·d~(-1)维生素E(VE)组、DBP+VE组,连续灌胃处理28 d,观察Morris水迷宫结果,检测小鼠脑海马组织的氧化应激(活性氧(ROS)荧光强度、还原型谷胱甘肽(GSH)与丙二醛(MDA)含量)、脑源性神经营养因子(BDNF)、磷酸化cAMP反应元件结合蛋白(p-CREB)、caspase-3水平,Western blot分析ERK1/2及其磷酸化(p-ERK1/2)水平;HE、Nissl染色及Hoechst 33258荧光染色分析脑组织CA1区病理学变化.结果表明,与对照组比较,50 mg·kg~(-1)·d~(-1) DBP组小鼠的学习记忆下降,氧化应激、p-ERK1/2、caspase-3水平上升,BDNF、p-CREB表达下降,差异均有统计学意义(p0.05,p0.01);海马组织CA1病理学损伤及凋亡程度增加.给予抗氧化剂VE处理后,DBP+VE组小鼠的学习记忆上升,氧化应激、p-ERK1/2、caspase-3水平降低,BDNF、p-CREB表达上升,差异均有统计学意义(p0.05);海马组织CA1病理学损伤及凋亡程度降低.由此推测,DBP暴露导致小鼠海马组织CA1病理学损伤、神经元凋亡程度增加、学习记忆下降、其神经行为学改变可以通过添加VE得到缓解,相关生理生化指标测试表明ERK系统应激氧化性损伤机制参与介导了毒理学过程.     

纳米Al2O3经气道滴注致小鼠脏器损伤和炎症反应的研究

为探讨纳米氧化铝(nAl_2O_3)气道滴注对小鼠脏器的毒性作用,本研究将Balb/c小鼠随机分成6组:生理盐水组、50 mg·kg~(-1)·d~(-1) Vit E(维生素E)组、0.5 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3组、5 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3组、50 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3组、nAl_2O_3 50+Vit E组(50 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3+50 mg·kg~(-1)·d~(-1)Vit E).实验周期为21 d,气道滴注暴露,隔天滴注,维生素E灌胃阻断.染毒结束后,检测肺部、脾脏、肝脏和肾脏中活性氧(Reactive Oxide Species,ROS)和还原型谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量,并进行肺部病理学观察和肺泡灌洗液细胞计数.结果表明:与对照组相比,nAl_2O_3剂量为0.5 mg·kg~(-1)·d~(-1)时,小鼠肺部ROS含量增加(p0.05),肝脏GSH含量下降(p0.05);nAl_2O_3剂量为5和50 mg·kg~(-1)·d~(-1)时,小鼠肺部、脾脏、肝脏和肾脏ROS含量均显著增加(p0.05),肺部和肝脏GSH含量均显著下降(p0.05);且小鼠肺部出现支气管壁增厚、气道腔皱缩、组织纤维化等气道重塑和嗜酸性粒细胞等炎症细胞浸润现象.而抗氧化剂维生素E的阻断显著降低了肝脏ROS含量,有效恢复了肺部GSH活性(p0.01),且缓解了肺部气道重塑和炎症细胞浸润现象(p0.05).研究表明,nAl_2O_3经气道滴注染毒后,不仅会对小鼠肺部造成损伤和炎症反应,同时也能够对脾脏、肝脏和肾脏造成氧化损伤.本研究可为纳米材料的安全性应用及其潜在危害的预防提供科学依据.     

硝基苯灌胃致小鼠蛋白质氧化损伤作用的研究

为了探讨硝基苯对小鼠多器官的蛋白质氧化损伤程度,采用不同剂量的硝基苯对小鼠进行灌胃染毒(每天1次,共30 d),用2,4-二硝基苯肼比色法测定小鼠组织蛋白质羰基含量,用以判断蛋白质的损伤程度.结果显示,各组织空白对照和油对照组间差异均不显著(p＞0.05),随着染毒剂量的增加,肝脏、肾脏、脾脏和心脏的蛋白质羰基含量呈上升趋势,脑组织只在高剂量组表现明显升高趋势;低剂量组与油对照组相比,只有肝脏蛋白质羰基含量显著性升高(p＜0.05);中、高剂量组与油对照组相比,各组织蛋白质羰基含量显著性升高(p＜0.05).以上结果表明,低剂量硝基苯可以对细胞蛋白质产生氧化损伤作用,并且随着染毒剂量的增加,小鼠各组织蛋白质羰基含量呈上升趋势,蛋白质氧化损伤程度加重.     

DBP和BPA对MCF-7细胞的联合效应及机制

以乳腺癌细胞系MCF-7为雌激素效应和毒性效应评价模型,分别采用MTT法检测邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和双酚A(BPA)对细胞活力的影响,采用DCFH-DA荧光染色法测定细胞活性氧水平,采用流式细胞仪检测细胞周期和凋亡,采用RT-QPCR检测细胞中ERα、ERβ和GPR30m RNA的转录水平.结果表明:DBP和BPA对MCF-7细胞活力呈现"倒U"型剂量-效应关系,即低浓度(10-8mol/L)和高浓度(10-4mol/L)抑制细胞增殖,在10~(-7)~10~(-5)mol/L浓度范围内刺激细胞增殖,并分别在浓度为10~(-6)和10~(-7)mol/L时达到最高增殖率;DBP和BPA的联合暴露中,低浓度联合暴露呈现加和效应,而高浓度则呈现拮抗效应;低浓度联合暴露促进细胞增殖,其产生原因与细胞周期由G0/G1期向S期推进、ERα和GPR30转录诱导相关;而高浓度联合暴露则显著抑制细胞增殖,其产生原因与诱导活性氧自由基(ROS)生成、细胞周期G0/G1期阻滞、ERα表达抑制相关.研究结果可为环境介质中烷基酚类和酞酸酯类物质共存下的潜在健康风险评估和预防提供基础数据和理论指导.     

甲醛与DEHP联合染毒对小鼠学习记忆能力的影响

为探讨甲醛职业气态暴露和邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)经口灌胃联合染毒对小鼠学习记忆能力的影响,本实验以雄性昆明小鼠为研究对象,开展甲醛与DEHP职业暴露实验研究.实验分组为:(1)对照组;(2)FA(甲醛)组:0.5,1,3mg/m~3;(3)DEHP组:5,50,500mg/kg;(4)联合组:0.5mg/m~3+5mg/kg,1mg/m~3+50mg/kg,3mg/m~3+500mg/kg;(5)阻断组:生理盐水+VE(维生素E)(100mg/mL),FA3.0mg/m~3+VE,DEHP500mg/kg+VE,FA3.0mg/m~3+DEHP500mg/kg+VE.FA组和联合组吸入气态甲醛染毒8h,5+2模式(5d持续暴露,间隔2d,暴露2周),DEHP组和联合组经口灌胃不同浓度的DEHP溶液,持续14d.此外,阻断组每天用100mg/mL的VE灌胃小鼠(灌胃剂量10mg/(kg·d)).每日染毒结束后,进行水迷宫测试.检测脑组织中ROS、MDA、TNF-α、IL-β和5-HT等生理指标的变化.结果表明:在定位导航实验中,甲醛和DEHP均可影响小鼠逃避潜伏期,随着染毒剂量的增大,潜伏期延长.联合染毒组较同等剂量的单独染毒组尤为明显.在空间探索实验中,与对照组比较,甲醛1,3mg/m~3和DEHP500mg/kg及联合组1mg/m~3+50mg/kg和3mg/m~3+500mg/kg在目标象限游泳时间缩短(P0.05);联合组在目标象限的游泳时间与甲醛、DEHP单独染毒组比较均明显减少(P0.05).甲醛1.0,3.0mg/m~3和DEHP50mg/kg,500mg/kg及联合组1.0mg/m~3+50mg/kg,3.0mg/m~3+500mg/kg小鼠脑组织内ROS水平和MDA含量出现显著性上升,GSH水平出现显著下降(P0.05),炎性因子TNF-α和IL-β表达水平也显著增加,细胞凋亡因子Caspase-3得到活化,神经递质5-HT含量在3.0mg/m~3+500mg/kg组中明显降低(P0.01).0.5mg/m3甲醛暴露组对小鼠影响不明显,各项指标未出现显著性变化,行为学亦没有明显变化.综上,甲醛1.0,3.0mg/m~3和DEHP500mg/kg及联合1.0mg/m~3+50mg/kg和3.0mg/m~3+500mg/kg能使小鼠产生氧化损伤和炎症反应,ROS,MDA水平上升(P0.05),GSH水平下降(P0.05),炎症因子IL-β,TNF-α水平上升(P0.05),Caspase-3水平上升(P0.05),8-OHDG水平上升(P0.05),神经递质5-HT水平下降(P0.05).两者联合染毒具有一定的正协同作用.VE能够通过降低脑组织中氧化应激、炎症、细胞凋亡水平和增加神经递质含量对小鼠脑组织进行保护.     

CHO cell cytotoxicity and genotoxicity analyses of disinfection by-products: An updated review

The disinfection of drinking water is an important public health service that generates high quality, safe and palatable tap water. The disinfection of drinking water to reduce waterborne disease was an outstanding public health achievement of the 20th century. An unintended consequence is the reaction of disinfectants with natural organic matter, anthropogenic contaminants and bromide/iodide to form disinfection by-products (DBPs). A large number of DBPs are cytotoxic, neurotoxic, mutagenic, genotoxic, carcinogenic and teratogenic. Epidemiological studies demonstrated low but significant associations between disinfected drinking water and adverse health effects. The distribution of DBPs in disinfected waters has been well defined by advances in high precision analytical chemistry. Progress in the analytical biology and toxicology of DBPs has been forthcoming. The objective of this review was to provide a detailed presentation of the methodology for the quantitative, comparative analyses on the induction of cytotoxicity and genotoxicity of 103 DBPs using an identical analytical biological platform and endpoints. A single Chinese hamster ovary cell line was employed in the assays. The data presented are derived from papers published in the literature as well as additional new data and represent the largest direct quantitative comparison on the toxic potency of both regulated and emerging DBPs. These data may form the foundation of novel research to define the major forcing agents of DBP-mediated toxicity in disinfected water and may play an important role in achieving the goal of making safe drinking water better.     

废旧干电池对泥鳅的致毒作用

以抗污染能力强的泥鳅(Misgurnus anguillicadatus)为实验材料,研究了废旧干电池污染的水源对水生生物的毒害作用。结果表明,泥鳅受毒害程度与水体中废旧干电池的数量和暴露时间成正相关关系;对受毒害但未死亡的个体断尾取血,显微镜下观察血红细胞的形态、结构,发现在废旧干电池污染的水体中残存的个体,其血红细胞的变异率远远超过生活在正常水体中的个体。     

新世纪的清洁能源--燃料电池

介绍了一种高效，环境良好的发电方式-燃料电池发电技术，阐述了燃料电池的发电原理及其开发现状，对其发展前景作了展望。     

Detection of both the normal and mutant alleles in single cells of individuals heterozygous for the sickle cell mutation—prelude to preimplantation diagnosis

As a preliminary step to preimplantation diagnosis of sickle cell disease in unfertilized eggs or 8-cell embryos of heterozygous parents, we established quality control for detection of the mutant and normal alleles of the beta-haemoglobin gene using single buccal cells. Efficient polymerase chain reaction (PCR) amplification of a 680 base pair sequence of the beta-globin gene spanning the site of the sickle cell mutation was obtained for 79 per cent of single heterozygous cells. In 71 per cent of cases, both alleles were detected. With this current efficiency, we predict that a clinical preimplantation diagnosis at the 8-cell embryo stage could be carried out safely and reliably for a couple at risk of transmitting sickle cell disease to their children.     

生物电化学系统对河道沉积物中抗生素的强化去除

生物电化学系统已被证明可以有效降解废水或污泥中的抗生素,但对于河道沉积物中抗生素降解效果的研究还十分有限.本研究以河道沉积物为底物,考察了沉积物中本底抗生素在微生物电解池（microbial electrolysis cell, MEC）和微生物燃料电池（microbial fuel cell, MFC）中的去除、迁移和降解效率,以及反应器运行期间的电化学性能和微生物种群结构变化.结果显示,MEC和MFC均可以强化沉积物中抗生素的去除,喹诺酮类抗生素和四环素类抗生素中的CTC的去除是向上覆水中迁移与生物电化学降解共同作用的结果,而大环内酯类抗生素和四环素类抗生素中的TC和OTC的去除主要是依靠生物电化学降解作用.TC和OTC在MEC中的降解效率分别比MFC高出82.6%和29.5%,而MFC对大环内酯类抗生素的降解效率比MEC高27.6%~40.6%.电化学性能测试结果显示,以河道沉积物为底物的MFC内阻较大导致其功率密度相对较低,但MFC阳极比MEC阳极表现出了更好的氧化效果.微生物种群结构变化分析发现,门水平上的Proteobacteria及其对应的纲水平上的Deltaproteobacteria和Gammaproteobacteria可能对抗生素的强化去除起到了主要的积极作用,而且MFC阳极比MEC更容易富集Proteobacteria.     

微囊藻毒素-RR对烟草细胞活力及营养生理的影响

 采用0.1,1.0,10.0μg/mL的微囊藻毒素-RR(MC-RR)处理烟草BY-2悬浮细胞,测定了细胞活力、细胞内蛋白质含量、可溶性糖含量、硝态氮含量及总磷含量,并且检测了酸性磷酸酶(ACP)的活力变化情况.结果表明,中、高浓度毒素处理细胞2d后,细胞活力及蛋白质含量与对照相比均显著下降.高浓度MC-RR处理降低了胞内可溶性糖的含量,暴露2d后仅为对照的45.57%;低浓度MC-RR处理在后期增加了胞内可溶性糖含量.高浓度毒素处理细胞4d后,细胞内硝态氮含量显著低于对照;中、低浓度毒素处理细胞7d后降低了胞内硝态氮含量.3组毒素处理均降低了胞内总磷含量,到实验结束时,低、中、高浓度处理组的胞内磷含量分别为对照的74.98%、76.47%和84.00%.3组处理组ACP活力与对照相比呈现先降低后升高的趋势.     

乙酸铅对PC12细胞形态的影响

为了从形态学角度研究铅诱导细胞凋亡的机制,用100 μmol·L-1乙酸铅对PC12细胞进行染毒24 h,检测细胞整体形态、细胞骨架和细胞超微结构的改变.实验结果显示:乙酸铅染毒24 h后.细胞整体形态和细胞骨架无明显改变.但电子显微镜下已出现细胞核固缩;线粒体肿胀、正常结构消失并伴有空泡化;胞内出现鼓泡等现象.结合前期研究结果,推测线粒体在铅诱导细胞凋亡中起了重要作用.而细胞骨架不参与此过程.     

固定化条件对苯系物细胞传感器检测效果的影响

利用海藻酸钠作为包埋剂对苯系物细胞传感器Pseudomonas fluorescens A506(pTS)进行固定化处理,并对细胞浓度、固定化时间、投加量等检测因素进行了优化.固定化后的细胞与游离细胞对苯系污染物的检测效果进行对比.经过2 h固定化处理的细胞传感器,在检测时间1.5～6.0 h内,信号上升速度为游离细胞的2.26倍,信号最大值为游离细胞的2.23倍.固定化处理后的细胞生长缓慢,且浓度远低于游离细胞,说明了固定化处理后的单位细胞信号强度增加.同时,细胞浓度随着固定化时间的延长而降低.在影响因素方面,细胞浓度和固定化时间对于检测信号的影响较大.固定化后,对高浓度的苯系污染物有着更快的信号响应.     

细胞培养技术在藻毒素毒理研究中的应用

随着水体富营养化的加剧,藻毒素对人类的危害愈加明显,对其机理的研究也愈发显得重要。在目前广泛采用的小鼠活体实验不能很好满足研究需要的时候,细胞培养技术将实验带入了微观细胞世界,并在越来越多的应用中体现出优越性,使对藻毒素毒理研究研究取得了巨大的进展。本文对藻毒素研究的现状以及细胞培养较之常规方法的优势和其应用进行综述,同时展望该技术的良好发展前景。