多溴联苯醚胁迫下鲫鱼肝脏微粒体CYP3A1和GST的响应

以鲫鱼Carassius auratus Linn.为试验鱼类,研究了其暴露于不同质量浓度的2,2',4,4'-四溴联苯醚(PBDE-47)和十溴联苯醚(PBDE-209)后鱼肝微粒体中CYP3A1和GST酶活性的动态变化.结果表明,鲫鱼在0.10～5.00 mg·L-1的PBDE-47和5.00～50.0 mg·L-1的PBDE-209中暴露15 d后,除0.10 mg·L-1PBDE-47、5.00 mg·L-1和10.0 mg·L-1PBDE-209试验组外,其余各试验组的鱼肝微粒体中CYP3A1被诱导,呈显著的剂量.效应关系.CYP3A1的活性随着作用时间的延续而上升,到试验第15天时达到最高,但上升速率最快的阶段为试验的第0-5天.而GST酶则表现出不同的特点,呈先升高后降低的趋势.经过15 d试验,除0.10 mg·L-1PBDE.47和5.00 mg·L-1PBDE-209以外的各试验组鲫鱼肝脏微粒体中的GST活性仅为对照组的12.74%～85.35%,表明PBDEs已对鱼体肝脏GST产生了较为严重的影响.研究表明,鱼类肝脏微粒体中CYP3A1和GST酶可作为污染生物标志物来评价PBDEs的早期污染毒理效应.     

BDE-47和BDE-209对乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的抑制特性及分子作用力研究

多溴联苯醚(PBDEs)是应用广泛的溴代阻燃剂,其中2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)和2,2',3,3',4,4',5,5',6,6'-十溴联苯醚(BDE-209)广泛存在于环境中。PBDEs具有神经毒性,但其致毒机制尚不明确。本文通过研究BDE-47与BDE-209对乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的影响及二者与AChE相互作用的光谱分析,揭示BDE-47与BDE-209导致神经毒性的致毒机制。BDE-47和BDE-209在一定浓度范围内均能够抑制AChE分解乙酰胆碱;随着浓度的增加,两者的抑制率均呈现出先增加后降低的规律。BDE-47浓度为400μmol·L-1时抑制率达到最大,为22.3%;BDE-209浓度为200μmol·L-1时抑制率达到最大,为11.2%。相同浓度下,BDE-47对AChE的抑制率始终大于BDE-209,表明AChE对BDE-47更加敏感。荧光光谱分析结果表明BDE-47和BDE-209与AChE之间的相互作用均主要为疏水作用,同时不存在范德华引力作用;BDE-47与AChE的结合常数大于BDE-209与AChE的结合常数,表明BDE-47更易与AChE相互作用。此外,温度的升高不利于BDE-47和BDE-209与AChE之间相互作用。BDE-47和BDE-209抑制AChE活性很可能是导致神经毒性通路之一。     

BDE-47对斑马鱼胚胎-幼鱼的急性毒性及氧化应激作用

为研究2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)对斑马鱼胚胎-幼鱼急性毒性、氧化应激及细胞凋亡的影响,以受精后3 h的斑马鱼胚胎为染毒对象,用概率单位法计算BDE-47对斑马鱼胚胎-幼鱼的96 h-LC₅₀;再参照96 h-LC₅₀按一定比例级差设置0.25、0.5、1.0、2.0 mg·L^-1 4个浓度组和1个对照组(0 mg·L^-1)进行96 h半静水式毒性试验,检测斑马鱼超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量和细胞凋亡情况。结果表明,BDE-47对斑马鱼96 h的急性毒性LC₅₀为3.77 mg·L^-1(95%可信区间1.93～10.27 mg·L^-1);2.0 mg·L^-1剂量组与对照组相比,SOD活性和MDA含量显著增加,且CAT活性与BDE-47染毒浓度之间存在明显的剂量-效应关系;0.5 mg·L^-1 BDE-47染毒96 h后,即观察到斑马鱼幼鱼出现明显细胞凋亡,主要集中于神经管和脑部。研究表明,BDE-47可以影响斑马鱼体内抗氧化防御系统,并能诱导细胞凋亡;BDE-47导致神经组织的氧化损伤可能在动物神经毒性中起重要作用。     

2,2’,4,4’-四溴联苯醚对大型溞的毒性效应

以实验室培养的大型溞为受试生物,进行了2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)对大型溞的48h急性毒性实验和21d慢性毒性实验,并研究了暴露在不同质量浓度和处理时间的BDE-47中,大型溞的抗氧化酶系中的超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)的酶活性变化。结果表明,BDE-47对大型溞的48h的半致死浓度为1.04mg·L-1,属于高毒物质;在BDE-47慢性毒性实验低浓度处理组中,大型溞的体长及繁殖能力受到了抑制,而高浓度处理组中大型溞的体长及繁殖能力上升,其中第一次产仔数和产卵总数是表征BDE-47慢性毒性的最灵敏参数。随着BDE-47浓度的增加,大型溞SOD和GST活性均呈现出低浓度诱导高浓度抑制的现象。SOD和GST均表现出一定的敏感性,但相对SOD,GST对BDE-47暴露更为敏感。     

2,2'',4,4''-四溴联苯醚(BDE-47)对4种海洋微藻的急性毒性

多溴联苯醚(PBDEs)是一类具有生态风险性的新型持久性有机污染物,其中BDE-47是对生物和人体毒性最强的PBDEs同系物之一.选择4种海洋微藻(海水小球藻、牟氏角毛藻、中肋骨条藻和赤潮异弯藻),采用概率单位一浓度对数法研究了BDE-47对海洋微藻的急性毒性效应(BDE-47浓度梯度设置为0、0.1、1、5、10、50μg·L-1).结果显示,BDE-47对海水小球藻、牟氏角毛藻、中肋骨条藻和赤潮异弯藻的96h半效应浓度(96h EC50)分别为0.79、1.52、1.99和2.25μg·L-1,表明BDE-47对海洋微藻属于极高毒性物质.     

BDE-47对4种海洋微藻抗氧化酶活性的影响

运用实验生态学和生物化学的方法,研究了不同质量浓度的2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)对海水小球藻Chlorellaautotropica,牟氏角毛藻Chaetoceros muelleri,中肋骨条藻Skeletonema costatum和赤潮异弯藻Heterosigam akashiwo的抗氧化酶活性的影响.结果表明:在实验设定质量浓度范围内(0.1～2.5 μg·L~(-1)),4种微藻的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)均能出现一定的应激活性,以减少BDE-47胁迫对藻细胞自身的危害,但是酶活增加的幅度却有很大不同.与赤潮异弯藻和中肋骨条藻相比,海水小球藻和牟氏角毛藻的SOD和CAT对BDE-47具有较高的敏感性.4种海洋微藻的SOD和CAT对BDE-47的敏感性顺序依次为:海水小球藻>牟氏角毛藻>中肋骨条藻>赤潮异弯藻.因此,海水小球藻的SOD和CAT可以作为指示海洋环境中BDE-47污染水平的生物标志物.     

2,2’,4,4’-四溴二苯醚(BDE-47)对大型溞(Daphnia magna)的毒性效应

2,2’,4,4’-四溴二苯醚(BDE-47)在水体及各种水生生物(鱼类、海洋哺乳动物以及水生无脊椎动物)中被广泛检出,但BDE-47对水生无脊椎动物毒性效应的研究还处于起步阶段。以大型溞(Daphnia magna)为受试生物,通过急性(48h)和慢性(21d)毒性暴露实验,考察了BDE-47对大型溞活动抑制率、心率、产仔情况和酶活性等指标的影响。结果显示,BDE-47对大型溞活动抑制率的48h-EC50为112.5μg.L-1;高浓度(>100μg.L-1)BDE-47显著诱导提高大型溞的心率。21d慢性暴露实验中,8μg.L-1处理组中大型溞全部死亡;其他各浓度处理组(0.5、1、2、4μg.L-1)中,母溞第1胎产仔时间延后,第1胎子代数量减少,总产仔数量大幅减少,这表明大型溞的繁殖能力受到抑制。BDE-47在一定程度上抑制了母溞胆碱酯酶(ChE)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)的活性,大型溞体内的代谢机制没有被诱导,神经活性虽被抑制,但抑制率不高。BDE-47大幅诱导过氧化氢酶(CAT)的活性,并呈现一定的剂量效应关系,相对于ChE和GST,CAT对BDE-47暴露更为敏感,可作为BDE-47对大型溞慢性暴露毒性效应的潜在生物标志物。     

纳米Co/Fe脱氯3,3'',4,4''-四氯联苯(BZ#77)

用气质联用仪(GC-MS)监测厌氧条件下溶液中3,3',4,4'-四氯联苯(Fe和Co/Fe双金属脱氯的情况.并尝试了用纳米级Co/Fe脱氯污染沙土中的四氯联苯,GC-MS结果表明:在3,3',4,4'-四氯联苯浓度为10mg·1-1的乙醇/水体系中,纳米级Fe,Ni/Fe,Co/Fe的脱氯率分别为23.4%,68.6%和74.2%,其中,Co/Fe效果最好.溶液初始pH值为酸性时,纳米Co/Fe完全脱氯溶液中的3,3',4,4'-四氯联苯可在几小时内实现,而溶液的离子强度对脱氯反应影响不大.对于模拟污染沙土含量为100mg·kg-1的3,3',4,4'-四氯联苯,10d后约11%的四氯联苯被纳米Co/Fe脱氯,添加乙醇可使脱氯率增加到25%,但不能完全脱氯.同位素实验证明,纳米Co/Fe脱氯3,3',4,4'-四氯联苯是逐步进行的,氢取代苯环上的氯,氢原子源自反应介质中的水,最终脱氯产物为联苯.     

葡萄糖对芽孢杆菌降解水体中4,4'-二溴联苯醚的促进作用

为了探究4,4'二溴联苯醚(BDE-15)在水环境中的生物降解过程及其影响因素,在实验室内利用筛选得到的芽孢杆菌(Bacillus sp.)对BDE-15进行生物降解试验,并研究了外加碳源和高初始浓度BDE-15对微生物降解能力的影响.结果表明,在葡萄糖作为外加碳源条件下芽孢杆菌能降解水体中BDE-15,4d后菌株对BDE-15的降解率为28％,再次添加葡萄糖可提高降解率至55％.高质量浓度(50 mg·L-1)BDE-15能抑制芽孢杆菌生长,并显著影响菌株对BDE-15的降解能力.     

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。     

八氯二丙醚的研究现状与展望

八氯二丙醚是一种农药增效剂,多用于农药喷雾剂、蚊香等。八氯二丙醚在环境中滞留时间长,属于类持久性有机污染物,可能具有致畸、致癌、致突变作用。近10年来国内外学者对环境中的八氯二丙醚进行了比较多的调查和研究。首先对八氯二丙醚的性质、应用情况进行了阐述,然后分析八氯二丙醚的研究现状及可能来源,最后对未来八氯二丙醚的研究的重点和发展趋势进行了展望。文献分析表明：（1）目前国内外的研究集中报道八氯二丙醚在环境中的含量（如农药、蚊香、茶叶、大米、蔬菜、水果等）,缺乏八氯二丙醚的环境行为及其在环境中的迁移、转化及降解机理的研究,更缺乏农产品中八氯二丙醚残留的快速检测研究。（2）报道八氯二丙醚对动物及昆虫的毒性及毒理学试验、杀虫活性研究,缺乏八氯二丙醚对人体暴露风险的研究。     

甲基叔丁基醚在地下水系统中的自然衰减

地下水中的甲基叔丁基醚（MTBE）自然衰减是生物与非生物过程综合作用的结果。在厌氧条件下,MTBE的同位素方面的证据表明：挥发、吸附和稀释等非生物过程中MTBE自然衰减的主要作用。在实际工作中,应结合当地水文地质条件,从主要环境因子来分析MTBE的自然衰减,从而判定MTBE自然衰减的速率和程度。在进行地下水中MTBE自然衰减研究时,应加强对于能反映MTBE自然衰减的＂印迹＂的研究。对这些＂印迹＂的确定将为野外监测MTBE的自然衰减提供理论上的依据。     

颗粒物上十溴联苯醚的光降解反应

多溴联苯醚(PBDEs)是一类全球性的有机污染物,由于其持久性、毒性和潜在的生物累积性而备受关注.商业上主要使用的是十溴联苯醚(BDE-209),但是环境中检测出大量的较低溴代联苯醚,有可能来源于环境中BDE-209的光化学降解.研究在自行设计的光降解反应装置中,以太阳光和紫外灯(主波长为365 nm)为光源,对负载在硅胶和氧化铝上的BDE-209进行照射实验.光照6 h后发现,负载在硅胶上的BDE-209(0.2 mg·g-1)在太阳光照射下,半衰期为35 min,而在紫外灯下仅为10 min;在紫外灯照射下负载在硅胶和氧化铝上的BDE-209(0.4 mg·g-1)的半衰期为18 min.在不同光源或颗粒物中,BDE-209都发生了脱溴反应,生成较低溴代产物.暗反应表明,负载在硅胶和氧化铝上的BDE-209都没有发生光降解.这些结果表明,吸附在颗粒物气溶胶上BDE-209的光降解反应,可能是环境中BDE-209的一个重要归趋,同时,其产物可能是环境中低溴代联苯醚的一个重要来源.     

Partitioning of polybrominated diphenyl ether (PBDE) congeners in human blood and milk

Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are brominated flame retardants (BFRs) which have recently been detected in human blood and milk in the USA, and presently these PBDE levels are found to be the highest globally. On a population basis, individual blood and individual milk analyses show similar congener patterns and levels. Until now, there has not been a study comparing PBDE levels in milk and blood of the same individuals. This study is the first to report these levels for PBDEs, though partitioning between blood and milk has been done previously for dioxins and polychlorinated biphenyls (PCBs). Twelve congeners in 11 nursing mothers’ blood and milk were found and the data describe partitioning ratios between blood and milk. The data suggest it may be easier for smaller, less brominated congeners to move from blood to milk.     

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.     

十溴联苯醚在单次暴露的孕和非孕SD大鼠血液内的吸收分布

五溴联苯醚、八溴联苯醚被禁以后,十溴联苯醚（BDE-209〉97%）是现在唯一仍在全球范围内广泛使用的多溴联苯醚阻燃剂。BDE-209在环境介质和生物体,甚至人体的血液、母乳中普遍存在,而且BDE-209的环境含量呈上升趋势。在实验室条件下,BDE-209可以通过生物代谢,或光降解、热降解转换形成毒性更强的低溴代PBDEs、羟基甲氧基PBDEs、致癌物多溴二苯并二噁英/呋喃（PBDD/DFs）。所以BDE-209的环境行为及生物效应成为环境污染物领域研究的热点之一。目前,关于BDE-209对妊娠期生物体的暴露研究还是很少。研究了十溴联苯醚在单次暴露的孕和非孕SD大鼠血液内的吸收代谢。结果表明,BDE-209可以被孕和非孕SD大鼠吸收,孕和非孕SD大鼠血液中吸收的BDE-209都可以快速的排出。BDE209在孕和非孕SD大鼠体内存在脱溴代谢,主要的脱溴代谢物是3种nona-BDE（sBDE-206,-207,-208）和五种octa-BDEs（BDE-196,-197/204,-198/203）,其中3种nona-BDEs是主要的代谢物,而BDE-207是nona-BDEs中含量最大的单体。BDE-209及其脱溴代谢物nona-BDEs的清除速率,在SD孕鼠的体内快于SD非孕鼠,而且在暴露实验的后期还存在统计意义的显著差异性。     

Detection or trace levels of polyethylene glycol ether surfactants in biological tissues

This paper reports the development and application of an analytical method in which both polyethylene glycol ethers or polyethylene glycols are converted into ethylene dibromide via treatment with concentrated hydrobromic acid/glacial acetic acid (1:1) at 150°C for 3 hours. This method can detect <1 ppm of the surfactant in biological tissues, however, the practical utility of the technique is dependent on the solvent and reagent purities and the various cleanup methods which include base hydrolysis, high pressure liquid chromatography and Florisil or acidified Florisil column chromatography.     

Changes in polybrominated diphenyl ether (PBDE) levels in cooked food

Food surveys for levels of toxic chemicals frequently report the levels on an uncooked basis. It is known that cooking may in some conditions decrease the amount of dioxins and related chemicals in food. Surveys of polybrominated diphenyl ether (PBDE) levels in food to date show data from uncooked food only. In this article, it was shown that broiling, with fat dripped from the foods reported here, ground beef, ground lamb, catfish, trout, and salmon, reduces the amount of PBDEs in these foods. This suggests that calculations of food intake need to take into consideration levels in the cooked food rather than in the uncooked food.     

Time-dependent effects of pentabrominated diphenyl ether (PBDE) on thyroid hormones and histology in rats

In order to examine the time-dependent effects of pentabrominated diphenyl ether (BDE-99) on thyroid hormones levels and histological structure in rats, 4-week-old SD rats were divided into 10 groups randomly, according to their body weight. Rats in treatment groups were orally gavaged with BDE-99 at the dose of 60 mg kg^?1 for 10, 15, 20, 30 or 40 days, while rats in control group received equal volume of corn oil. Serum levels of thyroxine (FT4), triiodothyronine (FT3), and thyroid stimulating hormone (TSH) were measured by radioimmunoassay. Sections of thyroids were dyed with hematoxylin-eosin (HE) to detect any pathologically alterations. In BDE-99 treated groups, on day 10, changes in serum levels of FT4, FT3 and TSH were not found. On days 15 and 20, serum levels of FT4 and FT3 decreased, accompanied by increased levels of TSH. On days 30 and 40, serum levels of these hormones returned to control values. As for alterations in histology, on day 15, follicular epithelium of the thyroid were found to proliferate into two layers in BDE-99 treated rats. On day 20, in focal areas the two-layer follicular epithelia were observed to continuously proliferate into 3–4 layers of follicular epithelium, called hyperplasia plaques. On days 30 and 40, solid buds and secondary follicles to solid buds were detected. The earliest alteration of thyroid hormones in treated SD rats occurred at the duration of 10–15 days, with corresponding histopathologic changes. As the exposure time increased, the serum level of hormones and histopathology altered accordingly in a time-dependent manner.     

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.