BDE-47对人胚肾细胞HEK293的毒理效应及作用机制

2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)是生物体中含量最高且毒性最强的PBDEs之一,有关BDE-47对肾细胞的毒性及其作用机制的研究仍有待补充。选取3个剂量组(低:10-6mol·L-1、中:10-5mol·L-1、高:10-4mol·L-1)及溶剂对照组,研究了BDE-47对人胚肾细胞(HEK293)的细胞凋亡率及活性氧(ROS)水平的影响;并从分子水平对细胞氧化损伤、凋亡相关蛋白(APE1及p53)及凋亡相关基因m RNA(p53、Bax、Caspase 3、Caspase 8)的表达量进行测定。实验结果显示:与对照组相比,中、高剂量组细胞凋亡率显著增加(P0.05);ROS水平在中剂量组显著上升(P0.01);随BDE-47浓度的变化,APE1蛋白表达量与细胞ROS水平存在一致性;p53、Bax、Caspase 8 m RNA表达量与BDE-47的浓度间存在剂量-效应关系。结果表明,BDE-47可诱导HEK293细胞凋亡及氧化应激,APE1可能是细胞ROS升高与细胞凋亡间重要的中介因子;BDE-47可以通过影响Caspase 8及线粒体途径中p53及Bax的表达诱导细胞凋亡。     

全氟辛烷磺酸钾(PFOS)和纳米氧化锌(Nano-ZnO)单独与联合暴露对斑马鱼胚胎的氧化损伤和细胞凋亡的影响

探讨全氟辛烷磺酸钾(PFOS)和纳米氧化锌(Nano-Zn O)复合暴露对斑马鱼机体氧化损伤和细胞凋亡的影响。将斑马鱼胚胎暴露于PFOS(0、0.4、0.8和1.6 mg·L-1)、Nano-Zn O(0、12.5、25和50 mg·L-1)、PFOS+Nano-Zn O(0、0.4+12.5、0.8+25和1.6+50 mg·L-1)溶液中6天后,检测相关的酶活性变化(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx)、脂质过氧化物(MDA)、半胱氨酸蛋白酶(Caspase-3和Caspase-9)和与细胞凋亡相关基因(Bax,p53和Bcl-2)表达情况。结果表明:PFOS和Nano-Zn O单独与复合暴露均可造成斑马鱼胚胎的氧化损伤和细胞凋亡,但复合暴露组的氧化损伤和细胞凋亡程度明显大于单独暴露组。在PFOS和Nano-Zn O单独和复合暴露组中,随着处理浓度的升高,SOD、Gpx、Caspase-3和Caspase-9酶的活性显著升高。而CAT酶活性随着处理浓度的升高抑制作用显著。PFOS与Nano-Zn O复合暴露组与单独暴露组相比,Bax和p53表达显著上调,而Bcl-2表达显著下调。因此,在实验浓度范围内,等毒性配比1:1条件下,推测NanoZn O可以增强PFOS对斑马鱼胚胎的氧化损伤和细胞凋亡毒性。     

冷诱导RNA结合蛋白(CIRP)过表达载体的构建及鉴定

为构建携带冷诱导RNA结合蛋白(Cold inducible RNA-binding protein,CIRP)的过表达载体,首先从4℃条件下冷处理8 h的SD大鼠睾丸组织中获得CIRP基因的c DNA序列,然后扩增CIRP基因的编码区,将其克隆到真核表达载体p Lenti6/V5中,酶切鉴定并测序.将克隆成功的质粒转染HEK293T细胞,用Western blot检测CIRP的表达水平.成功扩增CIRP编码区,并将其克隆至载体p Lenti6/V5中;当将CIRP过表达载体转染HEK293T细胞后,Western blot检测结果显示CIRP蛋白表达水平明显增加(P<0.01).本研究成功构建了CIRP过表达载体,为进一步研究CIRP的作用机制提供了基础工具.     

镉引起肾脏毒性的细胞凋亡通路

肾近端小管是镉主要的作用靶器官,但人们对镉引起肾脏毒性的作用机制仍不清楚。在体内外的研究中,镉能够诱导肾近端小管上皮细胞的凋亡,这表明通过细胞凋亡通路引起上皮细胞的凋亡可能是镉引起肾脏毒性的关键环节之一。部分研究表明镉在不同细胞可通过多个途径来引起细胞凋亡,包括线粒体介导的及死亡受体介导的凋亡通路。本篇综述将在以往镉相关及细胞凋亡的文献报道及其重大发现的基础上,特别是在肾脏及肾脏近端小管上皮细胞的研究基础上,来阐述镉通过细胞凋亡来诱导肾脏毒性的作用机制。     

纳米二氧化钛暴露人胚肺细胞差异表达基因分析

为探讨纳米二氧化钛(Nano-TiO2)颗粒对人胚肺(HPF)细胞基因表达和基因功能的影响,使用粒径10nmTiO2暴露体外培养的人胚肺细胞24h,提取RNA,应用基因芯片方法,寻找差异表达基因,并对差异基因进行基因本体(GeneOntology,GO)分类.结果表明,纳米TiO2暴露人胚肺细胞,导致514条肺中表达的基因发生差异表达,基因分类显示400条基因涉及生物学过程;415条基因涉及分子学功能;391条基因涉及细胞构成.纳米TiO2作为外界刺激物质,与细胞膜上的受体结合,影响钙、钾离子通道,上调细胞免疫和炎症反应相关的细胞因子TNF、IL1B、IL1A等基因表达.     

纳米银和银离子对斑马鱼胚胎早期生长发育的影响及作用机制

为探究纳米银对水生生物的毒性作用,选取斑马鱼胚胎为受试生物,考察了纳米银对斑马鱼胚胎早期生长发育的影响,同时比较了纳米银与银离子对斑马鱼胚胎的毒性作用和机理。实验将受精后4小时(4 hpf)的斑马鱼胚胎分别暴露于不同浓度的纳米银和银离子溶液中至96 hpf,观察并记录了胚胎的死亡、孵化和畸形等指标。应用吖啶橙(AO)染色实验研究了胚胎暴露之后的细胞凋亡情况,并且应用荧光定量PCR技术分析了相关基因的表达水平。研究结果表明,随着暴露浓度的增加,纳米银和银离子均能导致斑马鱼胚胎的死亡率增加和孵化率降低,并且引起孵化延迟。纳米银和银离子的96 h半数致死浓度(96 h-LC50)分别为11.75 mg·L-1和0.054 mg·L-1。银离子毒性远大于纳米银毒性。暴露的斑马鱼胚胎均表现出体长变短和卵黄囊肿大的畸形。AO染色结果表明,纳米银和银离子处理组胚胎的躯干和卵黄囊部位存在细胞凋亡信号。基因表达分析结果显示,1.93 mg·L-1纳米银显著提高了斑马鱼胚胎caspase9的表达(P0.05),而0.006 mg·L-1的银离子就能显著上调COX-2a(P0.01)和COX-17(P0.05)基因的表达,同时0.036 mg·L-1银离子增加了斑马鱼体内p53基因的表达(P0.05)。以上研究结果说明,纳米银可能通过caspase通路诱导细胞凋亡进而影响斑马鱼胚胎的生长发育;而银离子不但影响氧化系统基因通路,还能通过p53诱导凋亡进而阻滞斑马鱼胚胎的生长发育。     

磁铁矿纳米颗粒与Pb~(2+)复合物对大鼠肾细胞的毒性研究

磁铁矿纳米颗粒(magnetite nanoparticles, MNPs)是一种环境友好型吸附剂,广泛应用于废水中Pb~(2+)的处理。目前,有不少关于MNPs毒性的研究,但对MNPs处理Pb~(2+)形成的复合物的毒性却鲜有报道,其复合毒性亟待深入研究。本文以大鼠肾细胞(NRK)作为细胞模型,系统研究不同Pb含量的MNPs-Pb复合物,以及相应浓度的MNPs和Pb~(2+),对大鼠肾细胞活性、细胞形态和密度的影响,考察细胞对纳米颗粒的摄取以及细胞凋亡的作用机制,评估MNPs-Pb的毒性效应。结果表明,在本实验浓度和暴露时间(12 h)条件下,Pb~(2+)能够显著抑制细胞活性,改变细胞形态,促进细胞凋亡,对细胞有显著的毒性效应,并且呈现剂量相关性;利用MNPs吸附水环境中Pb~(2+)形成的复合物MNPs-Pb对大鼠肾细胞没有显著的毒性作用(P<0.05),MNPs对Pb~(2+)的吸附可能是Pb~(2+)的细胞毒性降低的原因。     

没食子酸丙酯对K562细胞的增殖抑制和诱导凋亡作用

观察没食子酸丙酯(Propyl gallate,PG)对人慢性髓系白血病K562细胞株的增殖抑制及诱导凋亡作用.采用倒置显微镜观察细胞形态及数目的变化,乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)释放检测细胞活性,流式细胞术PI染色法及DNA倍体分析检测细胞凋亡作用.结果表明,没食子酸丙酯能有效地抑制K562细胞增殖,药物处理24 h时细胞形态发生变化,细胞数目减少;细胞培养液中LDH活性分析显示,20~300μg/mL没食子酸丙酯处理24 h对细胞毒性作用不明显;但处理时间达48 h时,没食子酸丙酯对细胞毒性明显增加;亚二倍体峰(凋亡峰)的出现及DNA片段化分析表明,200μg/mL PG处理细胞24 h时,能引起K562细胞凋亡.结果表明,PG具有明显的体外抗肿瘤活性,其抗癌活性与其抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡有关.图5参18     

纳米四氧化三铁吸附水中六价铬后的复合物对HEK293细胞的毒性研究

磁性纳米粒子是一种环境友好型吸附剂,广泛应用于废水中重金属的处理。目前,有不少关于纳米粒子毒性的研究,但对处理后的纳米粒子和金属的复合物的毒性却鲜有研究。本文利用纳米四氧化三铁(MNPs)吸附水中的铬离子,以人胚胎肾细胞HEK293为生物模型,通过测定细胞活力、活性氧含量以及细胞摄取量等试验,评估磁性纳米四氧化三铁吸附六价铬后的复合产物对HEK293细胞的毒性。实验结果显示:在本实验浓度和作用时间下,Cr(Ⅵ)离子能够进入细胞,产生氧化应激,并引起细胞毒性;与Cr(Ⅵ)离子相比,磁性纳米四氧化三铁吸附Cr(Ⅵ)后的修复产物MNPs/Cr(Ⅵ)对HEK293细胞无明显毒性效应,MNPs/Cr(Ⅵ)复合物在细胞内的摄取极少,只有极少数颗粒通过内吞的方式进入细胞,且没有进入细胞核内。因此,在本实验的作用浓度和时间下,利用MNPs吸附水环境中Cr(Ⅵ)后的复合物对HEK293细胞没有明显毒性,本研究为深化了解MNPs及其重金属复合物对环境的影响提供了实验依据和参考价值。     

醋酸铅对大鼠胰岛瘤细胞INS-1自噬与凋亡的影响

为了研究环境中常见重金属污染物铅对大鼠胰岛瘤细胞INS-1自噬与凋亡的影响及其可能的分子机制,使用不同浓度醋酸铅暴露大鼠胰岛瘤细胞INS-1,利用磺酰罗丹明B(sulforhodamine B,SRB)法检测细胞存活率;Western blot法检测不同浓度醋酸铅对细胞中自噬与凋亡标志蛋白及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路标志分子表达的影响;利用活性氧(reactive oxygen species,ROS)试剂盒检测细胞内ROS水平;用ROS清除剂N-乙酰-L-半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)预处理细胞,检测醋酸铅引起的细胞自噬与凋亡是否受到影响。使用统计学软件SPSS 17.0对数据进行统计学分析后,与对照组相比,醋酸铅导致INS-1细胞的存活率下降(p0.05),且呈时间-剂量依赖性;随醋酸铅浓度增大,自噬和凋亡标志蛋白表达增加,mTOR信号途径标志分子没有明显变化;NAC预处理后醋酸铅引起的细胞自噬和凋亡减少。实验结果表明,醋酸铅可通过mTOR-非依赖途径诱导INS-1细胞的自噬与凋亡,其可能机制为刺激细胞内ROS的产生。     

新型阻燃剂TCPP对斑马鱼的毒性研究

为了明确新型阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)的生态风险,本研究采用斑马鱼为模式生物,评价了TCPP对成鱼和胚胎的毒性效应。急性毒性研究结果表明,TCPP对斑马鱼成鱼的96 h致死中浓度(LC50)为47.06 mg·L~(-1),而对胚胎96 h-LC50为26.01 mg·L~(-1),且会影响胚胎的正常发育,导致孵化出的仔鱼产生畸形。成鱼14 d延长毒性试验结果表明,TCPP对斑马鱼成鱼的无可观察效应浓度(NOEC)为1.00 mg·L~(-1),染毒暴露后肝脏和性腺指数随TCPP浓度增加轻微下降,但肝脏中卵黄蛋白原(VTG)的含量和性腺中芳香化酶的活性随TCPP浓度增加普遍升高。此外,TCPP的暴露还会导致斑马鱼脑垂体中合成促性腺激素的相关基因表达量增加。因此,TCPP对斑马鱼成鱼和胚胎的急性毒性均为低毒级,但长期暴露会干扰内分泌系统的调控功能,影响斑马鱼的正常发育。     

三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯诱发肝脏损害及病理改变研究

本研究观测有机磷酯阻燃剂(OPFRs)污染是否可以诱发肝脏损害,考察其发生及发展程度,并探讨其发生机理,为有机磷阻燃剂污染的防治和相关疾病的有效治疗提供基础数据和科学依据。实验以大鼠为动物模型,将60只SPF级SD雄性大鼠分为5组,每组12只,选取典型的氯代有机磷阻燃剂三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯(TDCPP)对大鼠进行染毒,空白对照组不做任何处理,溶剂对照组以相同体积的橄榄油灌胃,染毒组以不同剂量的TDCPP进行灌胃(125 mg·kg~(-1)·d~(-1)、250 mg·kg~(-1)·d~(-1)和500 mg·kg~(-1)·d~(-1)),每周测量体重,于第4周和第8周取血检测肝功及其他生化指标,在第8周每组抽取3只大鼠取肝脏组织做HE染色,并用透射电镜观察分析肝组织病理学改变。TDCPP对大鼠染毒8周后,结果表明:(1)体重指标在灌胃1周后开始发生差异,TDCPP处理组大鼠的体重有下降的趋势,染毒组与空白对照组和溶剂对照组相比较,差异显著(*P0.05,**P0.01),其中高剂量灌胃组的体重下降最为明显(**P0.01);(2)血清肝功指标表现出显著变化,血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶、胆固醇和甘油三脂水平在第8周呈现明显下降趋势,染毒组与空白对照组和溶剂对照组比较,差异明显(*P0.05,**P0.01);(3) TDCPP暴露组生理生化指标变化明显,血清乙酰胆碱酯酶活性显著降低,MDA含量显著升高,SOD活力显著性降低,造成氧化损伤,与空白对照组和溶剂对照组比较,差异显著(*P0.05,**P0.01);(4)病理切片结果显示染毒组与对照组比较,细胞坏死现象明显,且高剂量组坏死更为严重。研究结果显示:TDCPP可引起大鼠体重明显下降,大鼠肝脏细胞损伤、合成功能下降,造成肝脏代谢功能紊乱,造成较为严重的肝损伤。     

溴阻燃剂对肝细胞的毒性

为评价四溴联苯醚(2,2,4,4-tetrabromodipheny lether,PBDE-47)、五溴联苯醚(2,2',4,4',5-pentabromodiphenylether,PBDE-99)、九溴联苯醚(polybrominated dipheny lethers206,PBDE-206)、六溴环十二烷(hexabromocyclododecane,HBCD)、四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)对人肝细胞(LO2)的体外细胞毒性。将5种溴阻燃剂与人肝细胞LO2共同培养,采用四甲基偶氮噻唑蓝比色法(MTT法)检测5种溴阻燃剂对LO2细胞的相对增殖率,并按照GB/T16886.5-2003/ISO10993-5:1999标准评价5种溴阻燃剂对LO2的细胞毒性。体外实验表明,5种溴阻燃剂对LO2细胞均具有抑制作用,其中PBDE-47、PBDE-99和HBCD呈现剂量依赖关系。     

Blood clinical-chemical parameters and feeding history in growing Japanese quail (Coturnix japonica) chicks exposed to Tris(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate and Dechlorane Plus in ovo

Blood clinical-chemical parameters (BCCPs) are used to investigate physiological consequences attributed to exposure to anthropogenic stressors, such as exposure to Tris(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate (TDCIPP) and Dechlorane Plus (DP), which are flame retardants (FRs), on avian health. Japanese quail (Coturnix japonica) were used as a model species to investigate individual and mixture effects of both FRs by injecting different concentrations (5, 50, or 500 ng/µL) of either of these compounds as well as a 1:1 mixture of both into fertilized eggs. To estimate post-hatching effects, 18 BCCPs were evaluated from 101 chicks at day 14. Albumin levels were found to be significantly elevated in the groups exposed to high doses of TDCIPP alone as well as a mixture of TDCIPP and DP. However, during the course of the study, the initial corn-based feed had to be substituted by a fishmeal-based feed. The 8 days consuming the new feed played a significant role on 12 of 18 BCCPs measured. Consequently, it is recommended that dietary habits need to be considered when investigating the physiological impact of contaminants using BCCPs as biomarkers in growing nestlings both in controlled in vivo and field experiments.     

Joint acute toxicity of tributyl phosphate and triphenyl phosphate to Daphnia magna

In this study, the joint acute toxicity of tributyl phosphate (TBP) and triphenyl phosphate (TPP) was investigated using Daphnia magna as the test organism. The median lethal concentrations for TBP and TPP at 24 and 48 h were 5.48 and 0.51 mg/L, 1.17 and 0.089 mg/L, respectively. When mixed at either equal concentration or various toxic unit ratios, TBP and TPP mixtures displayed an additive toxicity after both 24- and 48-h exposure. This work suggests that the joint acute toxicity of TBP and TPP towards D. magna can be predicted by calculating the toxic units of mixtures.     

有机磷酸酯对斑马鱼的早期神经毒性作用研究

国内外研究已证实,有机磷酸酯广泛分布于多种环境介质中,但目前仍缺乏足够的数据阐明有机磷酸酯具有早期神经毒性效应及其可能的毒性作用机制。本研究采用模式动物斑马鱼(Danio rerio)作为研究对象,选择了环境中3种典型的有机磷酸酯类化合物包括磷酸三苯酯(TPP)、2-乙基己基二苯基磷酸酯(EHDPP)和磷酸三(2-氯)乙酯(TCEP),从斑马鱼运动行为、氧化应激和神经发育关键基因的转录等方面阐述有机磷酸酯的早期神经毒性作用及可能的作用机制。研究发现,TPP(0.1和1 mg·L~(-1))、EHDPP(0.2和2 mg·L~(-1))和TCEP(0.5和5 mg·L~(-1))可能通过诱导氧化应激并下调神经发育关键基因(mbp和syn2a)的转录从而显著抑制斑马鱼的运动行为。本研究可以为有机磷酸酯类阻燃剂及其替代产品的生产、使用和危险度评估提供直接依据。     

Thallium(I) and thallium(III) induce apoptosis in isolated rat hepatocytes by alterations in mitochondrial function and generation of ROS

Environmental metal toxins, generated through diverse anthropogenic activities, constitute one of the major contaminants that have led to global dispersion of these toxic metals in the ecosystem. Thallium is one of these widely dispersed metals that produce severe adverse effects on human and biological systems. The influence of thallium(I) and thallium(III) on the early events that trigger apoptosis signaling were examined in freshly isolated rat hepatocytes. In addition, the role of oxidative stress, and mitochondria in the induction of apoptosis were also investigated. Incubation of thallium(I) and thallium(III) with isolated rat hepatocytes generated reactive oxygen species (ROS), collapse of mitochondrial membrane potential, activation of caspases cascade, and appearance of apoptosis phenotype. Mitochondrial permeability transition (MPT) pore sealing agents (cyclosporine A and carnitine) and ATP generators (L-glutamine, fructose, and xylitol) inhibited the activation of caspase-3 and apoptosis, indicating that both the cations activated apoptosis signaling via mitochondrial pathway. Pretreatment of hepatocytes with antioxidants (α-tocopherol or deferoxamine) also blocked caspase-3 activation induced by these cations, suggesting that oxidative stress may be directly involved in a mitochondrial MPT pore opening and activation of caspases cascade. These findings contribute to a better understanding of the mechanisms that mediate thallium-induced apoptosis in isolated rat hepatocytes.     

磺胺甲恶唑暴露对小麦叶片蛋白和叶绿素含量及SOD酶活性的影响

为了探明磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMZ)的生态毒理效应,通过实验室人工控制毒理实验,研究了低浓度SMZ暴露对小麦体内超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素(CHL)和蛋白质(SP)含量的影响。结果显示:染毒7d后,各浓度组小麦叶片的SOD活性均被显著诱导(P<0.01),并且染毒浓度的升高增强了SOD的活性,表明SMZ暴露胁迫下,小麦可启动自身的保护机制以最大限度地减少自由基损伤。而小麦叶片的CHL含量,随着SMZ染毒浓度的增加而逐渐降低。并且当SMZ暴露浓度较高时,小麦叶片的CHL含量被显著抑制(P<0.05))。当SMZ染毒浓度为0.05～0.50mg·L-1时,SP的含量被显著诱导(P<0.01));1.00mg·L-1SMZ对SP的含量产生显著(P<0.01)抑制,这说明SMZ染毒剂量将对蛋白质的合成产生严重影响。综上,SOD的活性变化可反映出SMZ暴露对小麦的污染效应及其生态毒性作用,但将其作为评估SMZ污染暴露的生物标志物有待于进一步深入研究。     

Polybrominated diphenyl ether (PBDE) levels in the blood of pure vegetarians (vegans)

Intake of many persistent organic pollutants (POPs) including dioxins, dibenzofurans and PCBs is almost exclusively from gastrointestinal ingestion of animal fats in the diet. With polybrominated diphenyl ether (PBDE) brominated flame retardants (BFRs), no consensus exists at present as to the extent of intake from food, from indoor dust or other routes of intake. Vegans, or pure vegetarians, were previously found to have low body burden of dioxins and dibenzofurans in blood. Data reported here for the first time show a trend towards lower PBDE levels with longer time periods without ingestion of food of animal origin in 8 adult residents of the United States. A stronger relationship between lower PBDE levels and time without meat, specifically, is consistent with substantial PBDE intake from meat relative to fish or dairy products in Americans. These vegans had somewhat lower PBDE levels with a range 12.4–127 and a median 23.9?ppb than published reports of US general population samples which had a range of 4–366 and median of 26?ppb. Our findings suggest that food of animal origin may be a major but not the sole contributor to human body burden of PBDEs.