多溴二苯醚毒理学研究进展及展望(Research Progress and Future Perspectives in Toxicology Study on Polybrominated Diphenyl Ethers)

多溴二苯醚(PBDEs)虽然已在一些国家禁止生产和使用,商品五溴和八溴二苯醚也在2009年被列入《关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约》受控范围内,但目前学术界对PBDEs的毒理学效应及其机制尤其是环境剂量效应的认识并不十分清楚. 论文从甲状腺干扰、神经毒性、生殖内分泌干扰3个方面介绍了近年来PBDEs毒理学研究的进展,分析了该领域研究中存在的几个问题,提出今后应大力开展环境相关剂量下PBDEs及代谢物的毒性研究,以推进对实际环境中PBDEs真实毒性的认识;同时探索能够反映PBDEs毒性的非创性生物标记物,为开展PBDEs人体健康影响的流行病学调查提供线索.     

多溴联苯醚的环境毒理学研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类广泛使用的溴代阻燃剂,其大量生产和使用导致了越来越严重的环境污染.由于PBDEs具有较高的亲脂性,化学性质比较稳定,它们可远距离传输到地球各种环境介质中,并通过食物链累积放大,在生物体内蓄积产生毒性效应.本文针对近年来PBDEs毒性效应和致毒机制的研究进展,从PBDEs的内分泌干扰毒性、发...     

多溴联苯醚在啮齿类动物体内的代谢动力学研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类持久性有机污染物(POPs),其作为一种广泛使用的溴化阻燃剂在环境中普遍存在.PBDEs对生物体和人体存在内分泌干扰等毒性危害,正受到人们越来越多的关注.然而目前PBDEs对人体造成的影响都是由动物实验(主要是啮齿类动物)外推而得,因此研究不同的PBDEs同系物在啮齿类动物体内的代谢动力学...     

多溴联苯醚对芳香烃受体的激活作用及其介导毒性的研究进展

多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)是一类全球广泛存在的有机污染物,由于具有环境持久性,远距离传输,生物可累积性及对生物和人体有毒害效应等特性,是当前环境科学的热点研究对象之一.PBDEs的毒性包括生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰、DNA损伤、免疫影响等,对人类以及环境具有潜在的威胁.芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)是一种配体激活转录因子,诱导许多编码药物代谢酶的基因,可以被二噁英强效激活并引发一系列毒性.PBDEs具有与二噁英相似的结构,而被认为是一种潜在的AhR配体,但是PBDEs通过AhR介导的毒性机理仍然不明确.本文介绍和讨论了近10多年来PBDEs对AhR激活作用的研究,以及诱导的基因表达和毒性效应.虽然各文献的研究手段以及结论不尽相同,大多数研究表明大部分PBDEs对AhR的激活效果较为微弱,但仍有些PBDE需要引起重视.例如,BDE-126在大鼠肝细胞中的激活作用比其同系物更为突出,BDE-99可以激活斑马鱼胚胎中的AhR.此外,大多数羟基化或甲氧基化多溴联苯醚在家禽胚胎肝细胞、大鼠肝癌细胞中可以激活AhR,且可能比PBDEs具有更高的毒性和生物积累性.     

土壤-植物系统中多溴联苯醚(PBDEs)的迁移与转化研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类重要的新型持久性有机污染物,因其具有亲脂和难降解特性,易在土壤和沉积物等环境介质以及生物体内累积,同时会发生脱溴还原代谢和氧化代谢,生成毒性更大的低溴代PBDEs、羟基PBDEs(OH-PBDEs)和甲氧基PBDEs(MeO-PBDEs).研究PBDEs在土壤-植物系统的迁移转化对于认识PBDEs的陆生生态环境行为,评价其生态风险以及对食物链的潜在暴露风险都具有重要的意义.本文从土壤中PBDEs的代谢与转化行为,PBDEs的植物吸收与传输特征及其关键影响因素,以及植物体内PBDEs的脱溴、羟基化和甲氧基化代谢行为几个方面总结了PBDEs在土壤-植物系统迁移转化的最新研究进展,并就将来的研究方向提出一些思考和展望,有助于深入认识PBDEs及其代谢产物的环境归趋.     

室内灰尘中五溴联苯醚(BDE-99)干扰Dio3影响斑马鱼甲状腺功能调节

多溴联苯醚(PBDEs)是一种溴化阻燃剂,在办公室和家庭的灰尘中均有检出.PBDEs会对内分泌造成干扰,主要影响甲状腺激素的调节功能.使用斑马鱼胚胎为动物模型,评价办公室和家庭灰尘萃取物以及BDE-99对斑马鱼胚胎的影响.结果显示,灰尘萃取物和BDE-99同样导致斑马鱼眼部色素降低,GC-MS检测发现灰尘中含有BDE-99和BDE-47,且BDE-99含量远高于BDE-47,通过评估BDE-99在斑马鱼体内代谢及其对甲状腺激素脱碘酶Ⅲ(Dio3)表达的影响,发现Dio3在斑马鱼胚胎原肾管部位表达,且表达量显著增加,72 hpf斑马鱼胚胎的甲状腺素含量显著降低.研究表明,BDE-99对斑马鱼胚胎早期Dio3的活性有干扰作用,并导致甲状腺素含量降低,由此可知,斑马鱼胚胎色素变化和Dio3 mRNA表达有可能作为PBDEs的生物学评价指标.     

多溴联苯醚、六溴环十二烷和四溴双酚A在环境中污染现状的研究进展

作为最主要的三大传统溴系阻燃剂(BFRs),多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚A(TBBPA)具有半挥发性、环境持久性和远距离传输性,目前在全球各种环境介质、生物体内广泛存在.毒理学研究表明,PBDEs、HBCD、TBBPA均具有明显的生物毒性和致癌性,对生态环境和人体健康存在潜在危害.本文简要概述了PBDEs、HBCD、TBBPA的使用现状,综述了全球范围内非生物体(灰尘、水体、土壤、沉积物、污泥)和生命体内(植物、动物、人体)等3种传统BFRs的污染水平、特征、暴露途径和毒性,并讨论了当前存在问题,最后对PBDEs、HBCD、TBBPA的未来研究进行了初步展望.     

羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)在小鼠肝脏微粒体的体外代谢及对CYP450酶活性的影响

羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)是一类具有内分泌干扰效应的酚类化合物,生物毒性要高于母体多溴联苯醚(PBDEs),研究OH-PBDEs的体外代谢行为对于理解其在生物体内的富集转化具有重要意义。以小鼠肝脏微粒体作为研究对象,考察了3-OH-BDE-47、5-OH-BDE-47、6-OH-BDE-47和2’-OH-BDE-68在小鼠肝脏中的体外代谢,并分别研究了浓度为0.1、0.2、0.4、0.6、1.0μmol·L-1条件下4种OH-PBDEs对细胞色素P450酶系中7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)、7-乙氧基异吩唑酮-O-脱乙基酶(EROD)和苯胺4-羟基化酶(ANH)活性的影响。结果表明,4种OH-PBDEs在小鼠肝脏微粒体中均能够快速代谢,代谢率分别为80%(3-OH-BDE-47)、42%(5-OH-BDE-47)、86%(6-OH-BDE-47)和63%(2’-OH-BDE-68)。实验所设OH-PBDEs各浓度对微粒体的ECOD活性无显著性抑制作用,但对EROD的活性均表现出相同的显著抑制作用;4种OH-PBDEs表现出不同的ANH活性影响,即3-OH-BDE-47对ANH活性具有抑制作用,5-OH-BDE-47具有诱导作用,而6-OH-BDE-47和2’-OH-BDE-68对ANH活性无显著性影响。     

多溴联苯醚微生物降解过程与机理的研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)属溴代阻燃剂,曾因其优良的阻燃性能而广泛应用于电子电器、石油化工和建材纺织等工业产品中.然而,随着大量生产和使用,PBDEs已成为大气、水体、土壤和生物体等多环境介质中普遍检出且极具生态风险的有机污染物.因此,开展微生物降解研究对于典型环境中PBDEs污染风险消除和污染修复,具有重要的科学意义.本文从PBDEs环境归趋行为及其暴露风险出发,综述了PBDEs微生物厌氧降解和好氧降解的最新研究动态,比较分析了两种降解过程的降解特性与影响因素,并针对微生物,尤其是好氧微生物降解机理,阐述了bph A或etb A功能基因及其编码酶对PBDEs好氧降解过程的调控作用,同时就PBDEs微生物高效降解菌种选育、降解机理等方面的研究趋势进行了展望.     

多溴二苯醚类化合物干扰人雌激素受体alpha活性机理的理论研究

基于分子对接方法探讨了多溴二苯醚(PBDEs)类化合物与人雌激素受体α亚型间的分子作用机理.对多溴二苯醚类化合物是否具有拟雌激素功能的研究得出:可通过对接打分值和化合物结构特征来推测PBDEs母体化合物是否具有拟雌激素活性;对HO-PBDEs,与氨基酸残基GLU53和/或ARG394形成氢键可能是影响其拟雌激素活性的重要因素;对MeO-PBDEs,疏水MeO-位于结合腔的疏水中部有利于拟雌激素活性.从结构及构象分析得出,邻位疏水基(Br-、MeO-)有利于PBDEs类化合物的拟雌激素活性.同时对多溴二苯醚类化合物是否具有抗雌激素功能的结合特征研究发现,表现出抗雌激素活性的部分PBDEs类化合物伸进通常被雌激素受体拮抗剂雷洛昔芬和4-羟基它莫西芬的烷基胺侧链占据的通道,而大多数未表现出抗雌激素活性的PBDEs类化合物的结合模式类似雌激素受体激动剂17β-雌二醇,位于结合腔,没有伸进通道.本研究从化合物结构及化合物在受体内结合的构象特征上解释化合物活性不同的原因,以期能够利用构象分析得到的结果进行筛选.     

羟基多溴联苯醚(3'-OH-BDE-7)的大鼠体外肝代谢研究

本文利用液相色谱-质谱联用技术,建立了羟基多溴联苯醚3'-OH-BDE-7在S.D.大鼠肝匀浆中的体外代谢研究方法.实验结果表明,3'-OH-BDE-7的主要代谢产物为2,4-二溴苯酚和二羟基多溴联苯醚(diOHPBDEs),并且其在温孵30min,时代谢转化率为90%.3'-OH-BDE-7的代谢研究为其它羟基多溴联...     

邻苯二甲酸二(异)丁酯及其替代品的内分泌干扰效应研究进展

邻苯二甲酸二丁酯(di-n-butyl phthalate, DnBP)和邻苯二甲酸二异丁酯(diisobutyl phthalate, DiBP)是广泛用于塑料、树脂和橡胶制品中的邻苯二甲酸酯类增塑剂,曾在各种环境介质中频繁检出.现有研究表明,DnBP和DiBP对人类和其他动物具有显著的内分泌干扰效应以及生殖发育毒性等不良影响,因而在许多国家和地区被限制使用,由此市面上涌现出了一些替代品增塑剂.本文结合国内外关于DnBP和DiBP及其替代品的研究成果,综述了DnBP和DiBP在个体、细胞和分子水平上的内分泌干扰效应与机制以及在市场应用中的替代情况,并且选取了4种典型的替代品(邻苯二甲酸二异壬酯、环己烷-1,2-二羧酸二异壬酯、二苯甲酸二聚丙二醇酯、三乙酸甘油酯)对其内分泌干扰效应进行对比分析.研究结果表明,DnBP和DiBP在环境低浓度下能够影响类固醇激素合成通路中关键基因的表达,进而改变生物体内类固醇激素的水平,高浓度暴露时则会对生殖器官造成损伤并最终降低生殖能力,妊娠期暴露还会对后代产生相同的影响.DnBP和DiBP的4种替代品在急性毒性、持久性和生物可累积性方面均有所降低,内分泌干扰效应也显著降低,但缺乏系统的研究以全面评估其可替代性.提出今后替代品的安全性评估应纳入更多的毒性终点并深入研究相关的毒性效应机制,以保证替代化学品的安全性.     

Toxicity of the pyrethroid bifenthrin insecticide

Bifenthrin is a chiral synthetic pyrethroid insecticide that has been commonly used for agricultural and domestic pest control over the past decades. Due to its widespread application, residues of bifenthrin has been frequently detected in environmental media, residential areas and biota, thus posing potential risks to the health of wildlife and humans. In particular, bifenthrin exhibits high acute lethal toxicity to aquatic species, and it is the primary contributor to the toxicity of insecticides in waters. Additionally, bifenthrin can also cause sublethal toxic effects on various non-target organisms, including developmental toxicity, neurobehavioral toxicity, oxidative damage, immune toxicity and endocrine disrupting effects. Here we review recent studies about the fate of bifenthrin in the environment and biological systems, the toxicity of the chiral parent compound bifenthrin and the toxic effects of main metabolites. The adverse effects of bifenthrin, identified from both in vitro and in vivo studies, and the potential underlying mechanisms are presented. We discuss the enantiomeric difference in the toxicological effects of bifenthrin, since enantiomers of chiral compounds show different interactions with biological systems. Pyrethroid insecticides metabolites are not acutely toxic, but they have sublethal toxicity, such as endocrine disrupting effects and immunotoxicity. We provide emerging evidence for toxic effects of several main metabolites.     

类固醇激素在环境中的污染现状及归趋

类固醇激素是一类典型的环境内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs),具有极强的内分泌干扰效应和生物活性,因其在各种环境介质中频繁被检出,近几十年来受到了人们的广泛关注。本文系统综述了环境中类固醇激素的主要来源、途径与污染现状及其环境行为,并对未来研究方向进行展望。     

溴系阻燃剂毒理效应的计算模拟预测与环境风险评估进展

溴系阻燃剂(brominated flame retardants,BFRs)作为生产和使用量巨大的有机阻燃剂,在环境介质和生物体内被广泛检出。BFRs及其代谢产物会对生物体造成神经毒性、遗传毒性、发育毒性及内分泌干扰效应等,环境和健康风险得到日益广泛的关注。国内外学者通过最小二乘法(LS)和类似马尔可夫链蒙特卡罗算法(AMCMC)等统计分析方法建立了BFRs在环境中转化和归趋的预测模型,采用分子对接、分子动力学模拟和定量结构-活性关系(QSAR)模型等方法分析了BFRs及其代谢产物毒性作用的微观机制。综合近年来国内外的相关研究,发现BFRs的结构(取代基的类型和数量)会影响其环境行为和毒理效应,在总结研究成果的基础上,对BFRs的生态和健康风险进行评估,为其未来的研究和发展方向提供参考。     

多溴联苯醚暴露的神经行为效应及其毒理机制

溴代阻燃剂多溴联苯醚(PBDEs)是一类在各类环境介质、生物体和人体中均能检出的普遍存在的环境污染物。我国的主要污染源之一集中于东南部地区的电子废弃物回收场地。由于PBDEs具有结构稳定性、亲脂性和生物累积性,电子废弃物拆解回收活动对当地生态系统和居民健康存在着巨大的潜在风险。PBDEs的发育神经毒性受到研究者的极大关注,但其神经行为毒性效应和机制仍需深入研究。行为学效应既是内在神经毒性机制的外在反映,也是推测环境污染物在高级别生物学水平(如种群、群落)影响的最有力试验手段。近年来,基于视频追踪系统技术的商业行为学分析设备迅速发展,使行为学效应测试在环境毒理学领域具备极大的潜力。本文结合近年来国内外环境毒理学研究进展,回顾了PBDEs的神经行为毒性效应,包括运动行为、掠食行为和认知行为,并分析了其可能的毒理机制,最后总结了当前研究存在的问题和未来研究需要关注的重点方向。     

污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制

环境中可以影响生物体甲状腺激素合成、运输、作用和代谢等过程的化学污染物称为甲状腺激素干扰物(TDCs),TDCs被认为是继环境雌激素之后最重要的一类内分泌干扰物.鱼类甲状腺的结构、甲状腺激素的转运和功能等与哺乳动物有较大差别.与哺乳动物相比,污染物干扰鱼类甲状腺激素的研究还较为缺乏.在介绍鱼类甲状腺结构、功能以及甲状腺激素在鱼体内动态过程的基础上,分析了污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制,探讨了今后鱼类甲状腺激素干扰研究的主要方向.污染物能对鱼类甲状腺激素水平、相关酶活性及甲状腺结构等产生直接影响;同时,污染物还可以通过干扰鱼类甲状腺系统对由甲状腺激素调节的重要生理过程如生长、繁殖和发育等产生间接影响.污染物主要通过干扰鱼类甲状腺激素的合成与分泌、转运、清除以及与甲状腺激素受体(TR)的相互作用等机制对鱼类产生不利影响.在污染物对鱼类甲状腺激素干扰的研究中,今后应重点关注环境中"新型"卤化有机污染物、鱼类早期发育过程与甲状腺激素干扰效应的关系、TR介导机制以及TDCs的筛选方法等.     

Interactions of Endocrine-active environmental chemicals with the nuclear receptor PXR

There is growing concern about the human-health impact of environmental chemicals that have the potential to disrupt normal endocrine function. Endocrine disrupting chemicals (EDCs) include structurally diverse organochlorine pesticides, polychlorinated biphenyls (PCBs), plasticizers, fungicides, herbicides and pharmaceutical compounds, and can have a profound impact on development, and on reproductive, neurological and immune system functions. While many studies have focused on the role of androgen receptor, estrogen receptor and aryl hydrocarbon receptor in mediating the effects of EDCs, other nuclear receptors that regulate steroid hormone action and metabolism may also serve as targets of EDC action. This review focuses on two classes of EDCs, PCBs and phthalate monoesters, both of which have been shown to interact with pregnane X receptor (PXR), a member of the nuclear receptor superfamily that regulates a large number of target genes, many of which have important roles in steroid metabolism and transport. Recent findings on the ability of PCBs and phthalate monoesters to activate PXR are discussed and the potential role of PXR and other intracellular receptor proteins in mediating toxicities associated with EDC exposure is considered. Finally, we discuss several gaps in our knowledge regarding the actions of EDCs and the difficulties associated with the evaluation of risks associated with exposure to these endocrine active environmental chemicals.     

受体功能区结构与环境内分泌干扰效应生物差异的关系

环境中存在的多种内分泌干扰物能够与生物体内的天然激素受体选择性结合并产生多种生物效应,由于受体功能区三维结构的不同,其内分泌干扰活性存在着种间、种内、组织间等的种种差异,限制了不同物种间毒性效应的外推研究,增加了环境内分泌干扰物筛选和风险评价的难度.论文综述了基于受体介导的环境内分泌干扰物生物活性与相应受体选择性及受体功能区结构关系的研究进展,并利用分子模拟方法分析探讨了雌激素受体与部分化合物结合作用模式,讨论了目前存在的问题,对以后有关方面的研究提出了建议.     

A review on environmental distributions and risk management of phenols pertaining to the endocrine disrupting chemicals in Taiwan

Some phenols, including pentachlorophenol, dichlorophenol, alkylphenols (nonylphenol & octylphenol) and bisphenol-A, have been identified as endocrine disrupting chemicals (EDCs). These phenolic EDCs are extensively used in a wide range of household products, thus posing potential health risks for humans exposed to them. From the viewpoints of ecotoxicology, human health and regulations, it is urgent to restrict the emissions and releases of these estrogenic chemicals from the industrial processes and commercial products. This review article first focused on the physicochemical properties of phenolic EDCs and their industrial/commercial uses. Furthermore, their environmental distributions and regulatory frameworks for integrated risk management of these chemicals in Taiwan were conducted as a case study. Emphasis was thus put on the cross-ministerial joint venture (i.e., environment, health, agriculture, labor, and industry authorities), and the government policy on the risk management of EDCs. Finally, some recommendations for pollution prevention and toxicity reduction of phenolic EDCs were also addressed and analyzed to progress towards a sustainable society in Taiwan.