五氯酚(PCP)对鸡肝癌细胞(LMH)毒性效应的机制研究

五氯酚(pentachlorophenol,PCP)是一种持久性有机污染物,广泛用于灭钉螺、木材防腐、除草剂等方面,由于PCP在环境中的持久性和生物累积性,其对生态环境和人类健康造成潜在危害。本文以鸡肝癌细胞系(chicken hepatoma cells,LMH)为受试对象,探讨了PCP对细胞色素P450(CYP450)和抗氧化系统的影响。MTT结果显示LMH细胞经不同浓度PCP暴露后,呈现出先促进细胞增殖后抑制的J-型曲线,PCP对LMH细胞24 h的半数效应浓度(24 h-EC50)为427.52μmol·L~(-1)。LMH细胞在1.56、6.25、25、100μmol·L~(-1)PCP染毒条件下可增加细胞EROD、MROD、PROD和BFC活性,并可使CYP1A、1B、1C、2H及3A家族基因mRNA表达水平升高。LMH细胞在0.4~100μmol·L~(-1)PCP染毒下可显著降低硫酸基转移酶(SULT1B1和SULT 1C1)基因mRNA水平。此外,LMH细胞在6.25、25、100μmol·L~(-1)PCP染毒下可引起细胞内ROS升高,同时PCP(1.56~100μmol·L~(-1))可显著增加细胞内MDA含量和降低GSH/GSSH比值。这些结果表明细胞色素P450(CYP450)基因及酶活性的变化、细胞内ROS和MDA含量及GSH/GSSH可作为评价LMH细胞PCP毒性效应的敏感性生物标志物。此研究在细胞水平上利用多个评价指标研究PCP对细胞的毒性效应,为PCP环境风险评价提供依据。     

腈菌唑手性单体对雄性丽斑麻蜥肝脏代谢功能的影响

腈菌唑(MT)是一种应用广泛的手性杀菌剂,其手性对映体为(+)-腈菌唑(MT1)和(-)-腈菌唑(MT2)。为评估腈菌唑单体暴露对丽斑麻蜥(Eremias argus)肝脏代谢功能的毒性影响,研究了MT1(5 mg·kg~(-1))和MT2(5 mg·kg~(-1))暴露28 d下蜥蜴体重、肝组织病理学和代谢相关基因表达的变化。结果显示,MT1暴露组的蜥蜴体重在28 d时出现显著下降。在MT1和MT2暴露后,蜥蜴的肝组织均出现了不同程度的病理学变化。在MT1暴露下,基因CYP1A1、CYP2D6、CYP3A4、CYP3A7和CYP2D3的表达水平未发生显著变化,而基因CYP2C8A的表达显著上调。在MT2暴露下,基因CYP3A4、CYP3A7和CYP2D3的表达未发生明显变化;基因CYP1A1和CYP2C8的表达显著下调;基因CYP2D6的表达显著上调。不同腈菌唑单体对蜥蜴体重、肝组织病理学以及代谢相关基因的表达影响不同,具有一定的对映选择性。     

苯并(a)芘对罗非鱼肝脏CYP1A1和GST活性的影响

以罗非鱼为试验动物,研究不同浓度(0.1、1、10和50μg·L-1)苯并(a)芘(BaP)暴露下,罗非鱼肝脏细胞色素P450亚酶1A1(CYP1A1)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性的变化。结果表明,0.1、1和10μg·L-13个浓度组罗非鱼肝脏CYP1A1活性与空白和丙酮溶剂对照组相比没有显著差异(P0.05),50μg·L-1浓度组CYP1A1活性在6和168 h时受到显著诱导(P0.05);0.1和1μg·L-1浓度组肝脏GST活性与空白和丙酮溶剂对照组相比无显著差异(P0.05),10和50μg·L-1浓度组GST活性在336 h时与空白和丙酮溶剂对照组相比差异显著(P0.05)。研究CYP1A1活性与GST活性之间的关系发现,两者的变化趋势相近,尤其是1和50μg·L-12个浓度组,表明这两者之间可能存在一定的对应关系。     

壬基酚聚氧乙烯醚对斑马鱼精巢组织的影响

采用半静态水体暴露的方式研究了非离子表面活性剂对成熟雄性斑马鱼精巢组织的影响。用荧光定量PCR(qRTPCR)方法检测试验鱼精巢雌激素受体α(ERα)、雄激素受体(AR)基因以及性激素合成相关细胞色素P450酶类基因(CYP17和CYP19a)的表达,通过组织学观察研究受试鱼精巢结构的变化。结果表明,壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)暴露可以引起雄性斑马鱼精巢组织结构的改变,并影响成年雄性斑马鱼ERα、AR基因和性激素合成相关细胞色素P450酶类基因的表达水平,且10.0 mg·L~(-1)的NPEO暴露可以显著上调CYP19a、ERα和AR基因的表达量,可显著下调斑马鱼精巢中CYP17基因的表达量。在组织学上,0.1 mg·L~(-1)组斑马鱼生精小管内不仅生精小囊数目减少,且管腔中精子数量减少,出现非细胞区域; 1.0和10.0 mg·L~(-1)组可见部分个体精子凝聚于生精小管管腔中央,管腔内空隙明显增大,表现出严重的精子浓缩效应。由此表明,NPEO暴露通过抑制CYP17基因的表达干扰睾酮的合成;同时,NPEO暴露通过诱导CYP19a和ER基因的表达增加内源雌激素的合成,导致斑马鱼精巢中性激素紊乱,最终损伤斑马鱼精巢组织。     

PFOS对多齿围沙蚕CYPs、GST基因转录及酶活性的毒性效应

多毛类沙蚕已经广泛应用于海洋环境污染的生物监测,但其对新型持久性有机污染物全氟辛烷磺酰基化合物PFOS的毒理学研究尚无报道。本研究以潮间带优势种多齿围沙蚕(Perinereis nuntia)为研究对象,以细胞色素P450(CYP)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)的基因和酶作为联合指标,研究了在PFOS亚致死浓度(4、8、16 mg·L-1)暴露第1、4、7、14天及净水恢复5 d后多齿围沙蚕CYP431A1、CYP424A1基因转录水平和EROD酶活性、GST omega基因转录水平和GST酶活性的响应情况。结果表明,PFOS暴露对EROD的抑制具有明显的时间-效应关系;CYP2系成员CYP431A1基因转录水平对PFOS的响应具有良好的剂量-效应关系并在胁迫第14天表现出最高的可诱导性;CYP4系基因CYP424A1的转录在4、8 mg·L-1处理组中与PFOS暴露时间正相关。II相解毒系统成员GST酶活和GST omega基因的响应均表现出随着PFOS胁迫时间的延长先下降,后上升的规律;多齿围沙蚕在高强度PFOS胁迫下仍可加速新陈代谢,表现出对PFOS的耐受性;净水恢复阶段,各指标都有向对照组水平恢复的趋势。总之,基因和蛋白的响应表明CYPs和GST在多齿围沙蚕PFOS新陈代谢中发挥重要作用,这些基因和酶具有作为生物标志物监测海洋潮间带PFOS污染效应的潜力。     

多氯联苯暴露对食蚊鱼CYP19ɑ 和VTGɑ 基因的表达及骨骼形态雄性化的影响

应用食蚊鱼细胞色素P450芳香化酶基因(CYP19%)和卵黄蛋白原基因(VTG%)m RNA转录水平为指标,研究微量多氯联苯(PCBs)长时间暴露对成年雌性食蚊鱼CYP19%基因和VTG%基因表达的影响,并评价其对雌性食蚊鱼产生的形态雄性化效应。采用静水暴露实验模式,分别设置0.08、0.4、2和10μg·L-1PCBs浓度,并设置对照组和平行组,定量测定14 d和28 d性腺CYP19%和肝脏VTG%m RNA表达水平的变化,以及对椎体脉棘发育的影响。暴露实验结果显示:1各PCBs浓度组(0.08、0.4、2和10μg·L-1PCBs)暴露均能抑制食蚊鱼CYP19%和VTG基因的表达,表明PCBs对食蚊鱼VTG%基因的抑制远大于对食蚊鱼CYP19%基因的抑制;20.4μg·L-1PCBs暴露显著地降低了食蚊鱼第15椎体脉棘的长度并降低第15、16椎体脉棘的L/D值,显示食蚊鱼出现骨骼形态雄性化,表明一定浓度的PCBs暴露会表现出抗雌激素效应。     

腈菌唑不同对映体对丽斑麻蜥性腺系统的影响

腈菌唑(myclobutanil,MT)是一种应用广泛的手性杀菌剂,其手性对映体为(+)-腈菌唑(MT1)和(-)-腈菌唑(MT2)。腈菌唑手性单体具有不同的生物活性,但很少有其对爬行动物的对应选择毒性研究。为了评估腈菌唑手性单体对丽斑麻蜴性腺系统的毒性影响,将MT1(50 mg·kg-1)和MT2(50 mg·kg-1)以经口灌胃方式分别暴露给蜥蜴28 d。暴露期间,记录观察蜥蜴体重、血液中性激素(睾酮T和雌二醇E2)浓度以及性腺相关基因(3β-HSD、17β-HSD、CYP11A、CYP17、CYP19A、ER-α和AR)的表达图谱的变化。在MT1暴露组中,蜥蜴体重在28 d出现明显下降。而在MT2暴露组中,蜥蜴体重没有明显变化。雄性蜥蜴在经过1 d的暴露后,E2浓度在MT1暴露组中明显下降,而在MT2暴露组中明显上升。这些结果表明了腈菌唑手性单体的对映选择性毒性。在MT2暴露14 d后,雌性蜥蜴中CYP19A基因的表达上调弥补了体内E2浓度的降低。在MT1暴露的14 d,蜥蜴卵巢中观察到的CYP11A和CYP17基因表达下调以及CYP19A基因表达不变的这一现象解释了蜥蜴血液中E2和T的浓度减少。这些结果表明:MT1和MT2暴露对蜥蜴体内性激素造成不同的影响,而这些影响会相应改变性腺相关基因的表达。综上所述,MT1和MT2对性腺系统具有潜在的内分泌干扰效应,可能对蜥蜴造成不同程度的生殖损伤。     

土壤外源Sb(Ⅲ)的老化对其形态和跳虫(Folsomia candida)毒性的影响

老化是影响土壤重金属生物可利用性和毒性的重要因素。为了解老化对土壤Sb形态和毒性的影响,结合化学分析和生物测试,以模式生物跳虫(Folsomia candida)为受试生物,研究了北京潮土中外源Sb(Ⅲ)分别老化7 d、60 d后价态、水溶态和急性/慢性毒性的变化。结果表明,老化仅7 d后,土壤较低浓度的Sb主要以Sb(Ⅴ)存在,而浓度较高(1 600、2 400、4 800 mg·kg-1)时Sb(Ⅴ)分别仅占47.4%、27.5%和2.2%,但老化长达60 d后,浓度最高(4 800 mg·kg-1)的土壤中Sb(Ⅴ)的比重上升到38.1%,其他浓度处理的土壤中,均以Sb(Ⅴ)为主。随着老化时间的延长,土壤中水溶态Sb含量占总Sb的比例显著降低。与土壤老化过程中毒性较大的Sb(Ⅲ)向毒性较小的Sb(Ⅴ)转化与水溶态Sb含量下降相一致,Sb对跳虫的毒性随老化时间的延长明显减弱:7 d老化后土壤Sb对跳虫急性存活的半数致死浓度(LC50)为2 105 mg·kg-1,对跳虫慢性存活的LC50为683 mg·kg-1,对跳虫繁殖的半数效应浓度(EC50)为307 mg·kg-1;老化60 d后土壤Sb对跳虫急性存活、慢性存活的LC50均大于设置的最高浓度,对跳虫繁殖的EC50为1 419 mg·kg-1。因此,对于Sb这种变价金属而言,当进行土壤Sb生态毒性评价时,为避免高估其生态风险,考虑老化作用显得尤为重要。     

五氯酚和八氯代二苯并二嗯英复合暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

为了评价环境中五氯酚(PCP)和八氯代二苯并二嚼英(OCDD)对水环境以及鱼类的影响,以斑马鱼为模式生物,研究了PCP和OCDD对其胚胎发育的单一及复合毒性效应.结果表明,PCP单独暴露(浓度25μg·L-1～5mg·L-1)对斑马鱼胚胎发育具有较强的毒性效应,可导致胚胎孵化率显著下降,死亡率、畸形率显著上升,而OCDD单独暴露(200、500μg·L-1)对斑马鱼胚胎发育没有明显的毒性效应;OCDD与环境浓度的PCP复合暴露(OCDD PCP1:250μg·L-1 25μg·L-1;OCDD PCP2:250μg·L-1 50μg·L-1)对斑马鱼胚胎的存活与发育等没有显著影响,对斑马鱼胚胎内CYP1A基因表达以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的酶活力也没有显著影响,在实验浓度下二者共存没有明显的复合毒性效应.     

双酚A对斑马鱼精巢性激素生成酶基因表达的影响

为了解环境雌激素对鱼类精巢发育的影响,将成年雄性斑马鱼(Danio rerio)暴露于不同浓度双酚A(0、500、1 000、2 000、4 000μg·L-1)下21 d,并在此基础上,进一步研究了暴露在相同浓度(BPA2 000μg·L-1)不同暴露时间下各基因表达的动力学模式。用荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测试验鱼精巢性激素合成相关细胞色素P450酶类基因(CYP17、CYP11B和CYP19A)以及雌、雄激素受体和促卵泡激素受体(ERα、ERβ、AR和FSHR)基因的表达,用常规组织学方法研究试验鱼精巢结构的变化。结果表明,BPA促进了精巢内源雌激素合成相关酶类基因CYP19A和雌激素受体ERαmRNA、ERβmRNA的表达,且BPA浓度为2 000μg·L-1时3者的表达量显著上调,同时随着暴露时间的延长,具有明显的时间累积效应。1 000μg·L-1BPA可导致斑马鱼精巢CYP17 mRNA的表达量显著下调,BPA2 000μg·L-1暴露12 d引起了CYP11B mRNA表达下调,而随着暴露时间的延长有所回升,但它对精巢AR mRNA的表达却无明显影响。同时,BPA 500μg·L-1引起了FSHR基因的显著上调,在时间动态学上,呈上升趋势。在组织学上,2 000μg·L-1BPA引起斑马鱼精巢生精小管内精子浓缩严重,精原细胞(Sg)和精母细胞(PS和SS)数目都有所减少,BPA 4 000μg·L-1组斑马鱼精巢退化。因此,BPA可诱导精巢内源雌激素合成和雌激素受体的表达,提高雌激素效应,通过抑制CYP17基因的表达,一定程度上抑制雄激素的合成,从而引起斑马鱼精巢组织的破坏。同时,据实验数据推测,雄激素的下调可能启动了下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴的负反馈调节机制,而此作用机制还有待进一步研究。     

非生物胁迫诱导青蒿素生物合成基因的表达

对离体培养青蒿试管苗中3个青蒿素合成相关基因的非生物胁迫诱导表达模式进行了初步研究.半定量RT-PCR测定结果表明,当暴露于冷、热和紫外光后,青篙植株的紫穗槐-4,11-二烯合酶基因(ADS)和细胞色素P450单加氧酶基因(CYP71AV1)转录上调;相反,在未经胁迫处理的情况下,ADS和CYP71AV1基因的表达水平较低,而在胁迫处理前后细胞色素P450还原酶基因(CPR)转录所产生的mRNA均保持恒定.同时,冷胁迫的诱导效果也得到实时荧光定量RT-PCR测定数据的支持.经低温锻炼的青蒿试管苗,其ADS和CYP71AV1基因的转录产物拷贝数比对照分别提高11倍和7倍,而CPR基因的mRNA拷贝数与对照基本持平.短暂预冷处理还可显著提高青蒿试管苗的青蒿素含量,达到7.5～8.8 mg/g干重,比对照提高66.7%～95.6%,为进一步探索利用环境胁迫促进青蒿素高产的新途径提供了可能性.图2表3参21     

五氯酚和八氯代二苯并二噁英复合暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

为了评价环境中五氯酚(PCP)和八氯代二苯并二噁英(OCDD)对水环境以及鱼类的影响,以斑马鱼为模式生物,研究了PCP和OCDD对其胚胎发育的单一及复合毒性效应.结果表明,PCP单独暴露(浓度25μg·L-1～5mg·L-1)对斑马鱼胚胎发育具有较强的毒性效应,可导致胚胎孵化率显著下降,死亡率、畸形率显著上升,而OCDD单独暴露(200、500μg·L-1)对斑马鱼胚胎发育没有明显的毒性效应;OCDD与环境浓度的PCP复合暴露(OCDD+PCP1:250μg·L-1+25μg·L-1;OCDD+PCP2:250μg·L-1+50μg·L-1)对斑马鱼胚胎的存活与发育等没有显著影响,对斑马鱼胚胎内CYP1A基因表达以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的酶活力也没有显著影响,在实验浓度下二者共存没有明显的复合毒性效应。     

苏丹红Ⅰ对小鼠卵巢的损伤作用及对Caspase-3和Ki-67表达的影响

苏丹红是一种人工合成偶氮染料,可引起肝脏及泌尿系统等多个脏器的肿瘤,但苏丹红对生殖系统的毒性研究较少.本研究以昆明小鼠为受试对象,探讨苏丹红Ⅰ对小鼠卵巢组织Caspase-3和Ki-67表达的影响.将24只昆明小鼠随机分为:对照组、低剂量(60 mg· kg-1)、中剂量(120 mg·kg-1)、高剂量(240 mg· kg-1)4组,6只/组.胃灌4周,4周末处死.HE染色观察各组卵巢组织病理变化,免疫组化法检测卵巢组织Caspase-3和Ki-67表达,Real time PCR检测卵巢组织Caspase-3和Ki-67 mRNA表达,Western blotting检测卵巢组织中Ki-67及Caspase-3蛋白表达.与对照组比较,实验组卵巢中Caspase-3阳性细胞率显著升高(Jp＜O.05),而Ki-67阳性细胞率显著降低(P＜0.05),Real time PCR及Western blotting结果与免疫组化法结果一致.本实验发现苏丹红染毒后颗粒细胞的Caspase-3表达增加,且Caspase-3表达呈剂量依赖性,但Ki-67表达受到抑制.     

Cytochrome P450 monooxygenase specific activity reduction in wheat <Emphasis Type="Italic">Triticum aestivum</Emphasis> induced by soil roxithromycin stress

Roxithromycin, as widely used medicine and livestock growth promoter, arouses concern because its occurrence and persistence in soil environments. However, effects of roxithromycin in higher plants are still vague. Accordingly, we hypothesized that roxithromycin-contaminated soil may exhibits ecotoxicological effects in wheat (Triticum aestivum). In this study, effects induced by a gradient concentration of roxithromycin stress (0.01, 0.1, 1, 10, and 100 mg·kg^–1) was investigated in a 7-d soil test in T. aestivum. Results indicated that the specific activity of cytochrome P450 (CYP450) monooxygenase was decreased dramatically with the concentration of roxithromycin in soil. The IC₅₀ value was 8.78 mg·kg^–1 of roxithromycin. On the contrary, the growth related endpoints (i.e., the germination percentage, the biomass and the height), the content related endpoints (i.e., soluble protein content and CYP450 content), and the superoxide dismutase (SOD) activity failed to reveal the roxithromycin-induced effects. Further analysis revealed that the CYP450 monooxygenase specific activity reduction was enzymatic mechanism mediated, other than oxidative stress induced. We conclude that the soil roxithromycin declined the CYP450 monooxygenase activity in T. aestivum by the inhibition of the enzymatic mechanism. Further efforts can include, but are not limited to, investigation of joint effects induced by combined exposure of roxithromycin and the pesticides and evaluation of the similar effects in other higher plants.     

3种氯酚类化合物对河蚬的毒性和氧化应激(Toxicity and Oxidative Stress of Three Chlorophenols to Freshwater Clam Corbicula fluminea)

以河蚬(Corbicula fluminea)为试验生物,研究了2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP的急性毒性和21d慢性毒性,并在同一条件下测试了这3种氯酚类化合物对河蚬软体组织抗氧化系统的影响.结果显示:2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP对河蚬96hLC50值分别为19.25(17.58～21.20)、41.98(35.48～58.24)和0.23(0.18～0.27)mg·L-1;以致死作为观察指标,其21d无观察效应浓度(NOEC)和最低观察效应浓度(LOEC)值分别为1.00、2.00、0.06mg·L-1和2.00、4.00、0.08mg·L-1.3种氯酚类化合物对河蚬软体组织抗氧化系统几种酶的活性均表现出了不同程度的影响,其中对SOD和GSH-Px的影响最为明显.2,4,6-TCP和PCP对SOD均表现为抑制作用,对GSH-Px表现为先诱导后抑制;2,4-DCP对SOD和GSH-Px表现为明显的诱导作用;3种氯酚类化合物对CAT均表现为明显的诱导作用;对GST活性也有一定影响,但与对照组相比变化范围不大(62.95%～137.04%).3种氯酚类化合物暴露后生物体抗氧化酶有不同的响应,表明不同氯酚类化合物所导致的氧化损伤及其应激机制不同.     

四溴双酚A对赤子爱胜蚓的急性毒性及抗氧化防御系统酶的影响

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为研究对象,根据OECD指南中的滤纸接触法和人工土壤法研究了四溴双酚A(TBBPA)的急性毒性和对蚯蚓体内抗氧化防御系统酶的影响.结果表明,滤纸接触法和人工土壤法检测TBBPA对蚯蚓的半致死浓度LC50分别为4.90mg·L-(148h)和16.7mg·kg-(114d),TBBPA对蚯蚓具有低等毒性.当TBBPA的浓度在0.05和0.1mg·kg-1时对蚯蚓超氧化物歧化酶(SOD)产生显著诱导;在0.05mg·kg-1时,对过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)也产生显著诱导;脂质过氧化产物丙二醛(MDA)随TBBPA浓度的升高逐渐增加,呈良好的剂量效应关系(R2=0.97,p<0.01).SOD、CAT、GST和MDA可以作为土壤生态早期预警中潜在的敏感的生物标志物.     

孕哺期全氟辛烷磺酸染毒对大鼠海马细胞钙稳态的影响

为了阐明孕哺期全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)染毒对大鼠及其仔鼠海马细胞钙稳态的影响,将妊娠Wistar大鼠30只,从妊娠第1天开始对实验组分别以72 mg·kg-1(low,L)、14.4 mg·kg-1(high,H)(以饲料中的PFOS计)的PFOS进行染毒至仔鼠生后3...     

废塑料资源化产品对土壤中过氧化氢酶和脲酶活性的影响(Effect of Waste Plastics Recycling Products on Activities of Soil Catalase and Urease)

为探讨废塑料资源化产品对土壤酶活性的影响,通过室内培养试验研究了废塑料资源化产品暴露后土壤中过氧化氢酶和脲酶活性的变化.结果表明:废塑料资源化产品对土壤酶活性具有显著影响.250mg·kg-1、1250mg·kg-1、7250mg·kg-1废塑料资源化产品浓度处理对土壤中过氧化氢酶和脲酶影响明显不同.在土壤培养l～5d内,添加废塑料资源化产品的3个浓度处理土壤中过氧化氢酶活性显著低于对照(p<0.05),表现出明显的抑制作用,且浓度越高抑制作用越强.而后(5～35d),低浓度(250mg·kg-1)废塑料资源化产品对土壤过氧化氢酶一直表现为激活作用,但是,高浓度(1250mg·kg-1和7250mg·kg-1)处理对土壤过氧化氢酶活性则表现为激活-抑制-激活作用,且抑制、激活程度与处理浓度成呈相关.3个废塑料资源化产品浓度处理对脲酶活性影响在培养1～28d内主要是激活作用,且激活作用随着处理浓度的增大而增强,而后(28～35d)对脲酶活性表现为抑制作用.