基于秀丽隐杆线虫的微量水样环境毒理学研究

目前,环境水样个体水平的毒理学检测成本较高、耗时长,且检测后的水样若处理不当易造成环境的二次污染。通过使用易于培养和观察、个体微小的模式生物—秀丽隐杆线虫作为实验对象,利用毛细玻璃管的虹吸原理将线虫暴露于微量的环境水样进行染毒培养,实现微量水样在个体水平的毒理学评价。为了验证该方法的可行性,检测了暴露组线虫与对照组线虫的生殖腺细胞损伤水平、活性氧自由基(ROS)产生量、氧化应激水平、脱氧核糖核酸(DNA)损伤水平等生物终点的差异性。研究结果有助于为微量环境水样在个体水平的毒理学分析提供一种快速、可行、廉价的评价手段。     

不同尺度纳米镍对秀丽线虫发育毒性的比较研究

应用模式生物-秀丽隐杆线虫研究金属纳米镍的生殖发育毒性。采用20nm和90nm镍分别以2.5和5.0μg·cm-2两个剂量对秀丽隐杆线虫进行染毒,并以微米镍和生理盐水作对照,采用后代数目、世代时间、形态和体长、寿命和半数致死率等生殖发育相关评价指标,对纳米镍生殖发育毒性进行评价。结果发现,与生理盐水对照组和微米镍组比较,秀丽线虫暴露于20nm和90nm镍的两个剂量组后,均表现出生殖和发育的异常(P<0.01),并有剂量依赖性。且90nm镍暴露对秀丽线虫后代数目、世代时间、形态和体长、寿命和半数致死天数等指标的缺陷作用均显著于20nm镍。研究表明,纳米镍可影响秀丽线虫的生殖和发育功能,这一效应与纳米粒径和暴露浓度有关。此结论可为制定纳米镍的接触限值标准提供参考。     

不同尺度纳米镍对秀丽线虫的发育毒性

应用模式生物-秀丽隐杆线虫研究金属纳米镍的生殖发育毒性.采用20 nm和90 nm镍分别以2.5和5.0 μg·cm2两个剂量对秀丽隐杆线虫进行染毒,并以微米镍和生理盐水作对照,采用后代数目、世代时间、形态和体长、寿命和半数致死率等生殖发育相关评价指标,对纳米镍生殖发育毒性进行评价.结果发现,与生理盐水对照组和微米镍组比较,秀丽线虫暴露于20 nm和90 nm镍的两个剂量组后,均表现出生殖和发育的异常(P)＜0.01),并有剂量依赖性.且90 nm镍暴露对秀丽线虫后代数目、世代时间、形态和体长、寿命和半数致死天数等指标的缺陷作用均显著于20 nm镍.研究表明,纳米镍可影响秀丽线虫的生殖和发育功能,这一效应与纳米粒径和暴露浓度有关.此结论可为制定纳米镍的接触限值标准提供参考.     

玉米赤霉烯酮暴露对秀丽线虫生殖系统的损伤作用

环境雌激素玉米赤霉烯酮(ZEN)的生态安全性近年来受到越来越多的关注。以秀丽隐杆线虫(Caenorhabdites elegans)为模式生物研究ZEN对线虫的生殖损伤作用。在DIC显微镜下观察,48 h暴露后与对照组相比,暴露组线虫性腺臂明显萎缩,卵母细胞数目和大小均受到显著影响(P0.01),并且可见部分暴露组线虫产卵器严重畸形。这均表明ZEN暴露对秀丽隐杆线虫生殖系统的发育和功能可产生损害作用。     

玉米赤霉烯酮暴露导致的秀丽隐杆线虫生殖及发育毒性的世代间比较

利用模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,C.elegans)对玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)暴露导致的生殖、发育缺陷在世代间的可传递性进行了研究。对亲代染毒,后代断毒恢复,实验结果显示,ZEN暴露导致的体长发育缺陷可在线虫后代中得到恢复,而生殖毒性可产生严重缺陷,且这种缺陷在后代中没有明显的恢复。通过多代持续染毒实验,发现ZEN对亲代P0、子一代F1和子二代F2线虫产生的生殖和发育毒性存在差异,其毒性作用强度为P0F2F1。线虫世代之间的发育缺陷和生殖缺陷表现出逐代修复的规律,但修复程度不同,推测与线虫自身修复的复杂应激活动有关。     

基于模式生物秀丽隐杆线虫的环境污染物生殖毒性研究进展

由于人类社会的发展,环境污染也越来越严重,研究环境污染物对生态及人类健康的影响极为重要。生殖系统是人和动物繁衍后代的重要系统,常见环境污染物对生殖系统的影响正引起研究人员的广泛关注。秀丽隐杆线虫具有身体透明、品系丰富和遗传背景清楚等优点,为生殖毒理学研究提供了一个便利的平台。以秀丽隐杆线虫为模型已对多种环境污染物的生殖毒性进行了评价。本文重点叙述了重金属、纳米材料、有机物等化学污染,辐射、磁场等物理污染,以及病毒等生物污染对秀丽线虫生殖系统的影响,并归纳讨论了环境污染物造成生殖功能障碍的几种主要机制,如氧化应激、DNA损伤、内质网应激以及神经损伤等,但不同类型污染物的毒性效应与其自身的物化性质紧密相关。环境污染物诱导的生殖毒性中不同响应机制之间的关联性、不同发育阶段的敏感性差异、污染物的传代效应以及有效的缓解方式的筛选等都有待进一步的开展。     

典型氯酚类化合物对水生生物的毒性研究进展

氯酚类化合物(CPs)是一类广泛存在于水环境中的有机污染物。这类化合物具有环境稳定性、生物累积性和生物毒性，因而其在水环境中的生态毒理效应一直是人们关注的焦点。在水体中存在最普遍的酚类化合物主要有2,4-二氯酚(2,4-DCP)，2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)。本文对近几年来这3种典型氯酚类化合物的水生态毒理学研究进行了总结，主要包括它们对水生生物的急性毒性、氧化损伤、发育毒性、内分泌干扰、遗传毒性、致癌性、免疫毒性、细胞毒性以及复合毒性的效应和机制，同时对目前存在的问题和进一步的研究方向进行了讨论和展望。     

基于HepG2细胞脂质组学方法对黄浦江水质的综合评价

环境水体中复合污染的毒性识别一直是环境科学界关注的热点.基于代谢组学的生物监测方法通过监测暴露前后生物内源性代谢物的变化,在评估复合污染导致的综合毒性效应中具有广泛的应用前景.本研究从污染物对细胞脂类代谢的影响角度出发,采用体外肝癌细胞(HepG2)暴露和脂质组分析相结合的方法,对黄浦江干流和支流共27个采样点的水质进行了综合评价.研究发现,水样对HepG2细胞的脂代谢影响程度与采样点所属河段紧密相关.黄浦江中游水样对HepG2细胞的平均脂代谢影响程度(3.40％)高于上游(1.65％)和下游(0.78％),而流经城区的支流水样对细胞的脂代谢影响(5.20％)明显高于干流水样(1.80％).此外,在采集的水样中超过70％的样品都导致HepG2细胞内甘油三酯(TG)大量蓄积,揭示了黄浦江水体中的复合污染物可能诱导肝脏产生脂毒性损伤.本研究为环境水质监测提供新的方法,研究结果为上海市生态环境和水质安全管理部门提供重要的参考信息.     

量子点对秀丽隐杆线虫的毒性效应及其调控机制的研究进展

量子点(quantum dots,QD)作为一种纳米微晶体,由于其出色的光学特性,已经被广泛应用于电子、生物医学成像、生物传感器和药物递送中,因而量子点的生物安全性也变得至关重要.秀丽隐杆线虫作为一种简单的生物模型,生物学基础完善、生命周期短、繁殖量大、生活特征易获得,不仅可以提供全动物水平的生理相关数据,还允许在单细胞水平上进行分析,是量子点毒性试验的良好生物模型.本文总结了量子点对秀丽隐杆线虫毒性研究的进展,重点阐述了量子点导致线虫四大系统的毒性效应及其可能的毒作用机制,同时展望了今后秀丽隐杆线虫在量子点毒性研究甚至纳米毒性研究领域的广阔前景.     

纳米零价铁的微生物毒性效应研究进展

纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,NZVI)是一种新型的地下水修复材料,NZVI的生物安全性研究已经引起了世界各国学者的广泛关注。本文综述了国内外有关NZVI微生物毒性的研究成果,重点介绍了NZVI对微生物的毒性效应及致毒机理,归纳总结了影响NZVI颗粒毒性效应的各种因素,并对未来NZVI材料毒性研究的发展方向进行了展望,以期为NZVI的生物安全性研究提供参考。     

农药对秀丽隐杆线虫毒性效应及其机制的研究进展

随着大量农药被广泛的使用并最终汇聚到环境介质中,对生态环境和人体健康产生潜在影响。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是土壤中最丰富的后生动物,在土壤生态系统中具有重要地位,并作为一种重要的模式生物广泛应用于环境毒理学研究。本文从秀丽隐杆线虫常用的毒理学研究方法入手,以致死率、生长发育、运动行为、繁殖、活性氧自由基(ROS)水平、细胞凋亡水平、相关基因表达量和蛋白水平等作为测试指标,归纳总结农药对秀丽隐杆线虫的衰老性、神经及生殖系统的毒性效应,分析探索其毒性机理,并展望了未来的研究重点。     

磁性纳米颗粒对不同模式生物的毒性研究

磁性纳米颗粒在生物医学等领域应用广泛,而其毒性研究尚未深入,对生物的影响及作用机制仍未阐明。本文综述了磁性纳米颗粒近年来对于细胞、鼠、家兔和秀丽隐杆线虫的毒理学研究,为磁性纳米颗粒的应用提供参考。     

环境浓度下壬基酚对秀丽隐杆线虫时间依赖性的毒性兴奋效应

为研究暴露时间对壬基酚生态毒理学效应的影响,选取秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为受试生物,采用急性(24 h和72 h)、慢性(10 d) 3个不同时间点,进行壬基酚环境浓度下(0、0.0001、0.001、0.01、0.1、0.2 mg·L~(-1))的暴露实验,以秀丽隐杆线虫的生理指标(体长、运动行为)、生化指标(氧化应激、细胞凋亡、脂褐素)为终点进行评估。结果表明:急性暴露24 h后,活性氧自由基(ROS)在0.01 mg·L~(-1)时即出现了明显的下降,其他生理生化指标无统计学意义上的明显变化。72 h暴露条件下,体长随壬基酚浓度的增加呈现倒U型趋势,在0.0001 mg·L-1时表现出最大刺激效应,比对照组高出26.4%(P0.01);头部摆动频率和身体弯曲频率在2个较高浓度(0.1和0.2 mg·L~(-1))时表现出明显的刺激效应;细胞凋亡水平在0.0001 mg·L~(-1)时显著性下降,呈现负剂量-效应关系(P0.05),在0.2 mg·L~(-1)时表现出最大刺激效应,比对照组降低了45.5%; ROS及脂褐素在壬基酚暴露浓度范围内呈正相关性增加。慢性暴露条件下,脂褐素在0.001 mg·L~(-1)时表现出最大效应,和对照组相比下降了65.4%,并且随着壬基酚浓度的增加呈现U型趋势;其他生理生化指标随着壬基酚浓度的增加表现出明显的负面效应。研究揭示了环境浓度水平的壬基酚对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应是时间依赖性的,急性暴露以引起刺激作用为主,表现为毒性兴奋效应,而长期暴露后壬基酚对生理生化指标的负面效应更为明显。上述结果为进行壬基酚的毒性评价及更好地理解其毒性作用机理提供基础数据。     

秀丽线虫转基因品系在环境暴露评价与毒理学研究中的应用

目前,模式动物秀丽线虫已被广泛应用于环境暴露评价和环境毒理学研究中.在系统介绍了各种秀丽线虫转基因品系在环境暴露与毒性评价以及环境毒理研究中的应用进展基础上,分析了秀丽线虫转基因品系在环境暴露与毒性评价研究中的灵敏性与直观性的特点.最后,讨论了秀丽线虫转基因品系在环境暴露与毒性评价以及环境毒理研究中尚存在的问题和可能的...     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇、黄曲霉毒素B_1和玉米赤霉烯酮对秀丽隐杆线虫的联合毒性研究

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、黄曲霉毒素B_1(AFB_1)和玉米赤霉烯酮(ZEN)是最为常见的粮食真菌毒素,易共存于谷物产品和动物饲料中,而目前对其联合毒性的研究较少,且研究结果并不完全一致。为探究DON、AFB_1和ZEN的联合毒性作用,本论文以秀丽隐杆线虫(C.elegans)为模型,分别评估了毒素混合物AFB_1+DON、AFB_1+ZEN、DON+ZEN和AFB_1+DON+ZEN对C.elegans的生长发育(体长)和生殖能力(产卵量)的毒性作用,并用Chou-Talalay模型来判定毒素混合物的相互作用类型。研究表明,AFB_1、DON和ZEN单独染毒C.elegans时,其毒作用强弱为AFB_1ZENDON。联合染毒时,AFB_1+DON对C.elegans产生协同作用,而DON+ZEN则产生拮抗作用;AFB_1+ZEN对体长(24 h)和产卵量的毒作用随着暴露浓度的增加,由弱拮抗变为协同作用,而在毒素暴露48 h后,对线虫的生长发育呈协同作用;AFB_1+DON+ZEN除在EC50-24 h和EC75-24 h时对体长产生明显的毒性增强作用外,其他普遍表现出拮抗作用。由此表明,DON、AFB_1和ZEN对C.elegans的联合毒性作用与剂量和时间相关。     

Toxic effects of realgar transforming solution on the reproduction of Caenorhabditis elegans

Realgar transforming solution is an arsenic formulation which has shown anticancer effects with low toxicity both in vivo and in vitro. In this study, Caenorhabditis elegans was used to evaluate its reproductive toxicity and its possible mechanisms. Realgar transforming solution decreased the brood size and induced proliferation arrest and apoptosis significantly only at an elemental concentration of 37.5 mg/L, while arsenic trioxide reduced the brood sizes and induced proliferation arrest and apoptosis of both the wild type N2 and let-60 ras(gf) mutant worms in an arsenic concentration dependent manner. Mitogen-activated protein kinase and protein p53 pathways may be involved in reproductive toxicity as evidenced by real-time quantitative polymerase chain reaction, RNA interference, and inhibition experiments with mitogen-activated protein kinases and p53. In conclusion, realgar transforming solution at the low arsenic (As) concentrations showed lower reproductive toxicity than arsenic trioxide, and a different molecular mechanism of reproductive toxicity is suggested.     

南方某铀矿山废水对生物的急性毒性研究

为探明铀矿山对周围环境的联合毒性机制,本研究以常用生物毒性测试菌种——发光细菌青海弧菌Q67和费氏弧菌以及禾花鲤为受试生物代表,实地采集的铀矿山废水为目标废水,研究铀矿山废水对发光细菌和禾花鲤的急性毒性。实验结果表明,矿山废水对3种生物的急性毒性存在显著的剂量-效应关系,毒性效应浓度EC_(50)(LC50)的大小顺序为禾花鲤幼鱼费氏弧菌青海弧菌Q67,Pb~(2+)/U~(6+)浓度分别为6.052/3.026 mg·L~(-1)、2.284/1.142 mg·L~(-1)、1.339/0.669 mg·L~(-1),均可有效指示矿山废水的毒性水平,其中发光细菌更为灵敏、快速;且青海弧菌Q67的EC_(50)值最小,灵敏度最高,可作为表征矿山废水毒性风险的首选指示物。研究结果能够为放射性矿区废水生态风险预警、安全处理处置、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。     

广州市某A2/O工艺城镇污水处理厂出水对大型溞的生殖毒性作用

城镇污水处理厂废水中存在大量生物毒性物质,但该废水对动物的生殖能力影响研究还十分缺乏。利用大型溞暴露实验,检测广州市某采用A~2/O工艺的城镇污水处理厂出水的急性毒性和生殖毒性。48 h急性毒性实验表明,所有水样均未表现出急性毒性效应。慢性生殖毒性(14 d)测试结果表明:(1)从进水到缺氧池出水均能显著提高第一胎产溞数量;(2)进水和沉砂池出水显著增加受试期总产溞数量;(3)从厌氧池到出水工艺段受试溞的第一胎产溞时间均推后;(4)好氧池出水的毒性显著降低,但仍然对大型溞具有生殖毒性。研究表明,好氧池(A~2/O)工艺能够显著去除具有大型溞生殖毒性的物质,但污水处理厂废水的生殖毒性仍需要引起关注。