G蛋白偶联雌激素受体1介导的环境雌激素效应研究进展

环境雌激素进入生物体后,可通过多种方式介导发挥类似内源雌激素的作用,干扰生物体的正常功能,进而对生物体产生毒害作用。其中,基因组方式介导的雌激素效应主要通过与细胞核内的雌激素受体(如ERα和ERβ)结合;而非基因组方式介导的雌激素效应则主要通过与膜雌激素受体结合从而发挥作用。近年来对G蛋白偶联雌激素受体1(GPER1)的研究表明,该受体是区别于雌激素核受体的膜雌激素受体,可单独介导雌激素诱发的非基因组方式雌激素效应,然而目前对其介导的雌激素效应机制研究并不完善。综上,本文结合近年来对GPER1的研究进展,从该受体的发现、特性以及其介导的雌激素效应和相关通路进行了综述。     

人乳腺癌细胞(MCF-7)中溴代咔唑与雌激素受体和芳香烃受体的交叉作用

卤代咔唑是一类与二噁英结构类似的杂环芳香烃化合物,在环境和生物体内均有检出。研究表明,溴代咔唑（bromocarbazoles,BCZs）是具有代表性的卤代咔唑,有较强的持久性和生物累积性,且在不同生物体内表现出类二噁英毒性以及内分泌干扰效应,对人类的健康有潜在风险。研究表明BCZs可以在不同细胞中分别激活芳香烃受体（aryl hydrocarbon receptor,AhR）和雌激素受体（estrogen receptor,ER）。乳腺癌的发生发展不仅与ER通路密切相关,也与AhR通路有关,但在乳腺癌细胞中BCZs对2种通路的相互作用机制尚不明确。因此,本研究以BCZs对ER和AhR通路的作用为目标,有助于我们借助不良结局途径（adverse outcome pathway,AOP）,从分子层面了解BCZs对乳腺癌细胞毒理学作用机制。实验选取5种BCZs,以ER阳性的人乳腺癌细胞（MCF-7）为研究对象,探究BCZs在MCF-7细胞中对ER和AhR通路的激活作用,并筛选激活能力最强的BCZs,探究2个通路之间的相互作用。结果表明,1,3,6,8-四溴咔唑（1,3,6,8-tetrabromo-9H-carbazole,1368-BCZ）可以同时激活ER和AhR通路,上调ER通路靶基因三叶因子1（trefoil factor 1,tff1）和AhR通路靶基因细胞色素P450酶1A1（cytochrome P450 1A1,cyp1a1）和细胞色素P450酶1B1（cytochrome P450 1B1,cyp1b1）的表达水平;1368-BCZ对ER通路的激活部分依赖于ahr的介导,而干扰ER通路的激活作用后,AhR通路下游代表性目的基因的表达水平提高。因此,1368-BCZ是一种可以同时激活ER和AhR通路的BCZs,且被激活的ER和AhR通路之间存在相互作用。本实验补充了BCZs在ER阳性乳腺癌细胞中的可能作用机制,为新型污染物BCZs的毒性效应机制研究提供了数据支持。     

二噁英及类二噁英污染物致免疫毒性作用机制研究进展

二噁英是芳烃受体(aryl hydrocarbon receptor, AHR)的高效外源配体,已知可以通过AHR发挥免疫毒性作用。经典的AHR毒性通路是指AHR由配体激活后进入细胞核,并与芳烃受体核转运蛋白(AHR nuclear translocator, ARNT)形成复合物,诱导二噁英反应元件(dioxin response element, DRE)控制的下游免疫相关基因的表达。但新的研究表明二噁英诱导免疫毒性还存在多种非经典的AHR通路,即激活后的AHR与其他信号通路(如炎症反应、细胞周期和信号转导)中的关键蛋白之间发生相互串扰,影响细胞功能。该过程中,AHR直接或以AHR-ARNT复合物的形式与其他转录因子相互作用,协同募集到共识或非共识DRE位点并与之结合,进而影响关键分子的转录和表达。目前已有许多与二噁英结构相似的物质被证明具有类二噁英的AHR激活活性,包括部分多氯联苯、多环芳烃和多溴联苯醚等,被称为类二噁英物质(dioxin-like compounds, DLCs)。DLCs可以通过激活AHR影响免疫系统,但一些研究表明,部分DLCs的免疫毒性可通过非AHR依赖的途径产生,这些途径可能包括导致细胞氧化应激、影响细胞呼吸爆发反应、促进细胞凋亡和干扰线粒体功能等。总之,与二噁英相比,DLCs的免疫毒性作用机制并不清晰,还需要更为系统的研究。     

农药的免疫毒性研究

人体免疫系统功能紊乱引起的疾病数量不断增加,这些疾病中很大一部分是由于人体长期暴露于环境中的各种污染物所引起的.农药即属于可以引起免疫系统损害或免疫应答异常的一类污染物.论文介绍了农药免疫毒性的概念,免疫毒性的检验方法,农药与免疫应答,农药对水生动物、陆生动物、哺乳动物以及人类免疫系统在体液免疫、细胞免疫、非特异性免疫等方面的影响.在此基础上,简要介绍了手性农药免疫毒性问题的重要性和研究现状,并进行了展望.     

简析分子对接模拟中雌激素受体的柔性

根据刚性雌激素受体模型的原位和交叉对接的情况,探讨了配体诱导的受体结构差异或晶体本身的缺陷,导致模拟产生偏差的原因;总结了受体结构和残基位置对模拟的影响,并由此提出部分柔性多重受体构象(PFMRC)对接体系,考虑受体的部分柔性以达到同时提高对接精度和速率的目的.     

雌激素受体在环境雌激素评估中的研究进展（Review on Estrogen Receptor to Estimate Environmental Estrogen）

水环境是环境雌激素最大的储存库,环境雌激素可通过水体传递,对水生动物产生严重危害.雌激素的生理功能通过雌激素受体(ER)介导.ER是一种配体依赖性转录因子,通过雌激素应答元件调节靶基因的转录.大量研究证实,在环境雌激素类化合物污染的评价中,ER可作为检测环境雌激素效应的生物标记物之一.但不同亚型的ER具有组织特异性且对配体的结合存在差异,因此在环境雌激素效应的检测中,应注意化学污染物的类型以及受检动物的物种及组织的特异性.检测ER的方法包括ER蛋白直接定量检测和ERmRNA定量分析,检测技术的选择要依据实验设计而定.论文对环境雌激素效应检测中ER的研究进展进行了综述,为环境雌激素污染检测工作提供了理论依据和基本方法.     

苯并三唑紫外光稳定剂对斑马鱼成鱼的免疫毒性

苯并三唑类紫外光稳定剂(benzotriazole ultraviolet stabilizers, BUVSs)是一类具有环境持久性、生物累积性和内分泌干扰效应的新兴污染物,在水环境和水生生物体内广泛检出。研究表明BUVSs可引起免疫相关通路的分子响应,影响鱼类早期发育,然而目前不同结构BUVSs对成鱼的免疫毒性效应研究十分有限。因此,本文选取4种BUVSs(UV-234、UV-326、UV-329和UV-P),在10 μg·L^-1浓度下对斑马鱼成鱼暴露28 d,观察斑马鱼肠道组织的病理学变化,并测定肠道、肾脏和血液中免疫相关蛋白表达水平,以评估不同结构的BUVSs对斑马鱼成鱼的肠道和免疫的影响。结果表明,10 μg·L^-1 UV-234、UV-329和UV-P暴露能够引起斑马鱼成鱼肠道杯状细胞减少、黏液增多和肠绒毛高度减小。免疫相关蛋白在不同BUVSs暴露后的表达存在差异,且具有组织特异性。其中,UV-234和UV-326暴露后引起芳香烃受体AhR和白细胞介素IL17/22的显著变化,同时UV-326、UV-329和UV-P均可抑制细胞色素P450家族CYP1A1表达。综上,BUVSs长期暴露能够引起斑马鱼成鱼肠道损伤并导致免疫毒性。     

细颗粒物的免疫毒性研究进展

近年来,我国机动车数目迅猛增加及以煤炭为主的能源消耗大幅攀升,区域灰霾现象频发,细颗粒物的环境空气污染问题日益凸显.细颗粒物由于其成分、粒径与来源等的多样性,对健康的影响更为严重和复杂.细颗粒物可通过破坏组织屏障、损伤免疫细胞、调节细胞因子的分泌等方式影响免疫系统的功能,与多种慢性炎症性疾病的发生发展密切相关,但其致病机制尚未阐明.本文对细颗粒物致人体的免疫毒性效应及其可能机制进行综述,并提出今后开展此类研究的建议.     

对特辛基苯酚干扰雌激素受体作用的分子基础及其对ERβ亚型选择性结合的理论研究

对特辛基苯酚(4-tert-octylphenol,PTOP)是一种环境内分泌干扰物。已有研究发现虽然其能够直接与雌激素受体(estrogen receptor,ER)的两种亚型(ERα,ERβ)结合并产生干扰效应,但其结合能力却各不相同,PTOP对ERβ表现出更强的结合活性。为了探究PTOP与ER结合的分子机制及其对ER两种亚型的选择性机制,本文采用分子动力学模拟对PTOP-ER复合物进行了研究,并利用MM-GBSA方法计算了结合自由能。结果表明,范德华作用是维持PTOP与ER结合的主要驱动力;而极性相互作用的差异是导致PTOP对ERα和ERβ产生选择性结合的重要因素,PTOP与ERα之间的极性溶剂化作用阻碍了两者的结合。将PTOP与ER的天然底物雌二醇进行比较,发现PTOP与ER口袋之间缺乏氢键稳定二者结合,因此PTOP的结合活性较低。计算模拟亦指出了PTOP结合过程中氨基酸。以上计算结果将有助于我们进一步理解PTOP影响ER介导生理过程的干扰机制。     

细胞膜结合的雌激素受体的特异性标记

细胞膜结合的雌激素受体(Cell membrane-bound estrogen receptor,cmER)介导了雌激素的非基因组作用,参与了乳腺癌等诸多疾病的发生,但是作用机制研究受限于能够有效区分cmER和细胞质内ER(Estrogen receptor)的标记手段.为了实现cmER的特异性标记,首先在体外分别表达含有A1、S6和ybbR三个不同短肽的谷胱甘肽S转移酶融合蛋白,比较磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶(Phosphopantetheinyl transferase,PPTase)-AcpS和Sfp对其的识别选择性.选取识别效率较高和特异性较好的A1短肽,将其构建到雌激素受体ERα的C端(ERα-A1),结果表明该偶联并不影响ERα的蛋白质表达及其在雌激素作用下的转录.进一步研究表明,来源于大肠杆菌的PPTase-AcpS可以以辅酶A-生物素(Coenzyme A-biotin)为底物,将生物素特异性标记到ERα-A1.这些结果为进一步研究雌激素及cmER介导的非基因组调控机制提供了新的方法.     

基于ELISA的受体竞争结合法检测环境雌激素(Competitive Estrogen Receptor Binding Based ELISA for Detection of Estrogen in Environment)

为建立环境雌激素的体外快速筛选方法,采用免疫测定介导受体竞争结合试验定量检测环境雌激素.将17β-雌二醇-BSA固定在微孔板上,环境雌激素与微孔板上的17β-雌二醇-BSA竞争性地与雌激素受体结合,与微孔板上17β-雌二醇-BSA结合的受体与雌激素受体的抗体、雌激素受体抗体的二抗形成一个三明治形式的复合物,通过显色剂显色,最后用比色法对试验结果进行定量.结果表明,环境雌激素的浓度与溶液吸光度值成负相关.定量研究可以得到环境雌激素剂量-效应关系曲线,在一定浓度范围内(10ng·L-1～100μg·L-1),溶液的吸光度值与环境雌激素的浓度直接呈现良好的线性关系(R2=0.9583).利用这种方法能检测到的标准品雌二醇的最低浓度为10ng·L-1.以上结果表明,本方法检测环境雌激素操作简便,具有广泛的应用前景.     

酵母双杂交技术构建稀有鮈鲫不同雌激素受体亚型的重组荧光酵母

目前关于环境雌激素(environmental estrogens,EEs)的效应评估大多数是基于人的雌激素受体(estrogen receptor,ER)的离体检测,缺乏EEs对鱼类ER影响的研究。本研究利用酵母双杂交技术构建模式生物稀有鮈鲫不同ER亚型重组荧光双杂交酵母,用以快速检测EEs的雌激素活性并研究不同ER亚型对17β-雌二醇(E_2)敏感度的差异。采用反转录多聚酶链反应法获取稀有鮈鲫ERα、ERβ1和ERβ2的配体结合域(LBD)序列,构建并鉴别诱饵质粒pGBKT7-ERα-LBD、p GBKT7-ERβ1-LBD和pGBKT7-ERβ2-LBD。将诱饵质粒和猎物质粒pGAD424-GRIP1同时转化荧光酵母Y187-Luc,分别构建3株稀有鮈鲫ERα-GRIP1、ERβ1-GRIP1和ERβ2-GRIP1重组荧光双杂交酵母,并考察了E_2、双氢睾酮(DHT)、9-顺维甲酸(9-cis RA)、三碘甲状腺原氨酸(T_3)和孕酮(PG)对荧光素酶的诱导情况。结果显示:ERα-GRIP1、ERβ1-GRIP1和ERβ2-GRIP1重组荧光双杂交酵母能够专一性地被E_2诱导产生荧光素酶,并存在显著的剂量-效应关系,半数效应浓度(EC_(50))值分别为1.98×10~(-9)、1.77×10~(-10)、和3.52×10~(-10)mol·L~(-1),对E_2的敏感程度排序为:ERβ1-GRIP1>ERβ2-GRIP1>ERα-GRIP1。研究表明,稀有鮈鲫不同ER亚型对E_2的响应具有差异,3株重组荧光双杂交酵母不仅可以应用于快速识别内分泌干扰物中的类雌激素物质,分析稀有鮈鲫不同ER亚型对EEs的敏感性,解析雌激素污染物对稀有鮈鲫的作用机制,评估鱼类接触EEs的潜在风险,以期为水质保障和污染治理提供重要依据。     

Effects of Nonylphenol on immune function of female Sprague-Dawley rats

Nonylphenol (NP) is the final biodegradation product of nonylphenol polyethoxylates, which are widely used as surfactants in domestic and industrial products. NP was reported to exert estrogenic actions and shown to potentially adversely affect reproductive functions. However, NP influence on immune system function remains unclear. To address this issue, the effects of NP on spleen and thymus were examined in this study. Female Sprague-Dawley rats were treated with NP orally at doses of 0, 20, 80, or 200 mg/kg respectively. Data showed that NP increased the levels of natural killer (NK) cells and natural killer T (NKT) cells in peripheral blood and decreased the levels of interleukin-4 (IL-4) and interferon gamma (IFN-γ) in serum. These findings suggest that exposure to NP by oral route may induce adverse effects on the spleen and thymus and affect the immune function of female rats.     

Effects of nonylphenol on ovarian cancer cells PEO4 c-myc and p53 mRNA and protein expression

The molecular mechanisms underlying proliferation and apoptosis induced by p-nonylphenol (NP) through regulation of mRNA and protein expression of c-myc, p53 mRNA and the protein was investigated using ovarian cancer PEO4 cells. PEO4 cells were grown in the Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM), 3(4,5-dimethylthiazol-2-yl) 2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay was employed to investigate cell proliferation. RT-PCR and immunohistochemistry was performed to determine mRNA and protein expression of PEO4 c-myc and p53. Within the range of approximately 8–9×10^?7 mol L^?1, NP stimulated proliferation in PEO4 cells in a concentration-and time-dependent manner. RT-PCR and immunohistochemistry analyses revealed that treatment with 32 × 10^?7 mol L^?1 NP for 72 hr resulted in increased mRNA and protein expression of PEO4 c-myc and p53. Evidence indicates that NP exerted estrogenic actions and stimulated proliferation in estrogen responsive ovarian cancer PEO4 cells by up-regulation of c-myc mRNA and protein expression.     

雌激素的3D-QSAR模型构建及其预测饲料与猪肉中雌激素对人体内分泌影响的应用

雌激素作为环境内分泌干扰物对人体有内分泌干扰效应,影响人体健康。以雌激素受体相对亲和力（relative binding affinity,RBA）的对数表征生物活性,对雌激素进行了三维定量构效关系（3D-QSAR）计算,得到具有较好预测能力的CoMFA （q²=0.721,r²=0.925）和CoMSIA （q²=0.824,r²=0.961）模型。对全国范围内各地区猪饲料和猪肉进行了雌激素含量检测与雌激素效应评估。植物雌激素在猪饲料和猪肉中检出率为75%和92%,天然雌激素在猪饲料和猪肉中检出率均为33%,合成雌激素在猪饲料中未检出,在猪肉中检出率为33%。利用饲料和肉中植物雌激素浓度计算得出,植物雌激素从猪饲料到猪肉中的生物富集系数为0.27~8.2。对全国范围内各地区猪肉进行了雌激素风险评估,结果显示虽然雌激素风险指数显示相对安全,但香芹酚、香豆素和β-谷甾醇等植物雌激素的雌激素效应较高,应引起重视。