基因重组细胞在环境样品多氯联苯检测中的应用

为发展快速、简便和廉价的检测环境和生物样品中的多氯联苯技术,本研究利用重组有绿色荧光蛋白(GFP)和荧光素酶(Luc)报告基因的2个细胞系,检测从野外环境中所采集的水、底泥和生物样品中的多氯联苯的含量.研究结果表明,GFP和Luc荧光强度与多氯联苯标样浓度的相关性很好,相关系数分别达到0.99188和0.98239;具有很好的剂量-效应关系.与气相色谱-电子捕获器法(GC-ECD)的仪器分析比较,GFP和Luc的荧光强度与环境样品中的多氯联苯化合物含量也具有很好的相关性.因此可用于受多氯联苯污染的环境样品筛选和半定量快速、简便、廉价检测.     

A method to extract algae toxin of microcystin-LR

A simple and low-cost method to obtain cyanobacterial toxin microcystin-LR(MC-LR) was developed. A new strain of Microcystis aeruginosa,named DC-1, producing microcystin-LR but not microcystin-RR, was separated from the field blooming algae samples of Dianchi Lake.in southwest of China. Following three times‘freeze and thaw treatment, the cultivated DC-cells were extracted with 40% methanol in water.The extract was centrifuged and the supernatant applied to a Hydrophilic-Lipophilic Balance(HLB) SPE cartridge.Eluted impuries with a certain gradient from 30% to 50% methanol in water, MC-LR was finally eluted from the HLB cartridge with 60%.may be used in adsorption and biodegradation experiments instead of using expensive standard reagents.     

聚驱采出水对蚕豆根尖细胞的遗传毒性分析

为探索聚合物驱采出水对生物体的遗传毒性,从而对油田聚合物驱采出水的污染程度进行判定,从2007年2月到2009年12月,采集油田聚合物区块联合站的来水、一沉水、二沉水、外输水、杀菌水的水样,用双蒸水稀释至100%(母液)、75%、50%、25%,以0.5%的甲基磺酸乙酯(Ethyl Methane Sulfonate,EMS)溶液为阳性对照,双蒸水为阴性对照,利用蚕豆根尖细胞微核技术,对聚合物驱油采出水的遗传毒性进行跟踪分析.结果表明,大庆油田某聚驱采油区块的采出水,100%(母液)污染指数为3.9～5.1,75%的稀释液污染指数为3.6～5.4,50%稀释液污染指数为2.5～4.7,25%稀释液污染指数为2.2～3.9.聚驱采出水普遍具有中度到重度的遗传毒性效应,对油田周边环境构成较严重威胁.     

重金属人体生物有效性、吸收及毒性研究中的肠道细胞模型

重金属污染对人体健康产生极大威胁,因而备受关注.肠道吸收是人体重金属暴露的主要途径之一,因此,重金属的生物有效性、肠道吸收过程和毒性研究成为当前的研究热点.体外胃肠模拟法和动物模型被广泛用于重金属的相关研究,然而体外胃肠模拟法缺少人体肠道细胞成分,动物模型与人体存在着物种差异且实验成本高.鉴于此,研究者开发了能够部分模拟人体肠道上皮功能的体外肠道细胞模型.此模型作为研究生物有效性的重要工具,能模拟肠道对重金属的吸收转运过程,并能够结合分子生物学等技术、采用多学科交叉的研究方法探索重金属的肠吸收和肠毒性的分子机制.本文系统介绍了人肠上皮的结构功能、肠道上皮细胞对重金属吸收转运机制、肠道细胞模型的发展及其在重金属相关研究中的应用与优缺点,总结了肠细胞模型功能验证指标和优化方法.同时,还对肠道微流控培养系统(芯片肠道)和肠类器官等三维肠细胞模型技术的最新进展进行了介绍和展望.     

4种典型纳米材料对小鼠胚胎成纤维细胞毒性的初步研究

为探讨不同种类纳米材料对原代培养小鼠胚胎成纤维细胞(Mouse embryo fibroblasts,MEF)的毒性效应及作用机制,选择4种典型的纳米材料(纳米碳、单壁碳纳米管、纳米氧化锌、纳米二氧化硅)制备颗粒悬液,设立5个剂量组(5、10、20、50、100μg·mL-1)对BALB/c小鼠MEF细胞进行24、48、72h染毒培养,利用细胞形态学观察和噻唑蓝实验(MTT比色法)检测上述4种纳米材料对MEF细胞活性的影响,同时,测定染毒24h后细胞培养液上清中乳酸脱氢酶(LDH)活性以探讨纳米颗粒对细胞膜完整性的影响.结果显示:1)4种纳米材料均能明显影响MEF细胞的生长形态.染毒24h后,MEF细胞发生不同程度的回缩变形,细胞间隙增大,排列稀疏,胞内颗粒物增多,细胞透明度下降.2)纳米碳、纳米氧化锌、纳米二氧化硅对MEF细胞增殖的抑制作用和对细胞膜完整性的损伤作用均随染毒剂量的升高而增强,具有明显的剂量-效应关系,其半数致死浓度(24h-IC50)分别为21.85、21.94、461.10μg·mL-1;碳纳米管组的剂量-效应之间不呈对数线性关系,未能得出其24h-IC50.3)在不同染毒剂量水平上,4种纳米材料的毒性对比差异显著:低剂量水平上纳米碳与碳纳米管的毒性强于纳米氧化锌和纳米二氧化硅,随着剂量的升高纳米氧化锌的细胞毒性升高最为显著.结果提示,纳米材料能够对MEF细胞造成毒性损伤,破坏细胞膜的完整性可能只是作用途径之一;纳米材料的毒性可能受粒径、形状、化学组成等许多因素的影响.     

持久性有机污染物致胰岛素抵抗及其潜在病理机制

胰岛素抵抗综合症目前在全世界以惊人的速度增长,成为21世纪公共健康的严重挑战。多例流行病学调查结果已经显示持久性有机污染物与胰岛素抵抗的关联。胰岛素信号传递受损是胰岛素抵抗的本质原因。考察机制发现,可在机体脂肪组织中贮存积累的持久性有机污染物,如二噁英、多氯联苯、溴代阻燃剂、有机氯农药等,可干扰细胞内受体如环芳烃受体、过氧化物酶体增殖物激活受体、导致氧化损伤、线粒体功能障碍并通过慢性炎症介质TNFα的释放及其相关信号调控;进而可能阻扰胰岛素信号传递中关键蛋白InsR或IRS-1/2正常磷酸化,导致胰岛素抵抗。     

新烟碱类杀虫剂吡虫啉和啶虫脒对人神经母细胞瘤SK-N-SH细胞的毒性作用

吡虫啉和啶虫脒是目前使用较广的2种新烟碱类杀虫剂,它们在环境、食品和人体样品中的普遍残留,对人体健康构成威胁,但目前关于其对人的神经毒性仍知之甚少.本文以人神经母细胞瘤SK-N-SH细胞为模型,采用体外细胞实验,研究不同浓度吡虫啉和啶虫脒暴露对细胞活力、细胞形态、烟碱型乙酰胆碱受体(nAChRs)α7亚基的mRNA和蛋白表达、乙酰胆碱酯酶活性以及氧化应激的影响,为这2种杀虫剂的健康风险评价提供依据.实验中,先将SK-N-SH细胞分别暴露于不同浓度的吡虫啉和啶虫脒24 h,通过测定细胞活力,确定2种杀虫剂的10％抑制浓度(IC10)值.在此基础上,设定3个梯度的低暴露浓度(0.01、0.1和1 mmol· L-1)和溶剂对照,研究吡虫啉和啶虫脒对SK-N-SH细胞其他指标的影响(暴露24 h后).细胞活力、氧化损伤和乙酰胆碱酯酶活性分别用相应的试剂盒测定,细胞形态用倒置光学显微镜观察,nAChRs α7亚基的mRNA和蛋白表达分别用RT-qPCR和Western Blot测定.结果 表明,吡虫啉和啶虫脒的IC10值分别约为1.5 mmol· L-1和2.0 mmol· L-1.1 mmo1·L-1吡虫啉对nAChR α7的mRNA表达和蛋白表达均显著提高,对乙酰胆碱酯酶活性有显著抑制,并引起细胞显著的氧化应激(P＜0.05).0.1 mmol· L-1吡虫啉对乙酰胆碱酯酶活性有显著抑制(P＜0.05).1 mmol· L-1啶虫脒对nAChR α7的mRNA表达和蛋白表达均有显著提高(P＜0.05).为进一步揭示吡虫啉的影响,对0.1 mmol· L-1吡虫啉暴露组和溶剂对照组细胞进行了转录组分析,发现吡虫啉暴露对一些神经退行性疾病相关基因及其他一些重要通路相关基因有显著影响.本研究证明,吡虫啉和啶虫脒在非致死浓度条件下会对细胞产生一系列显著影响,吡虫啉的影响大于啶虫脒.     

BPA暴露对本体和子代胰岛β细胞转录组差异对比分析

双酚A(BPA)作为一种典型的环境内分泌干扰物,与二型糖尿病和肥胖症等代谢类疾病密切相关.在这项研究中,旨在探讨BPA直接暴露以及围产期暴露对本体和子代胰岛β细胞影响的差异,从而实现对不同易感人群的精准预防与治疗.通过对GEO数据库中GSE126297和GSE82175两个数据集进行分析,共筛选出108个共有的差异基因,其中28个表达趋势一致,而另外80个表达趋势相反.随后对本体和子代单独的差异基因,以及共有差异基因进行了GO和KEGG对比分析.此外,利用String数据库和Cytoscape分析PPI网络中的紧密联系的基因,并将其可视化,进一步从28个表达趋势一致的基因中筛选出相互作用最为紧密的基因集1(Iqgap2,Igf2r和Rab18);从80个表达趋势相反的基因中筛选出相互作用紧密的基因集2(Polr2f,Ccnt2,Polr2e,Kdm7a,Fbl)和基因集3(Atp5g2,Atp5o和Ndufa6).最后,通过GEPIA在线验证上述基因在胰腺癌样本中的表达,研究发现Rab18,Polr2f,Polr2e,Fbl,Atp5g2,Atp5o和Ndufa6在胰腺癌病例中的表达均显著上升.同时,上述基因在本体中呈现显著上升趋势,而对于子代,只有Rab18显著上升,其他基因则呈下降趋势.综上,BPA对本体和子代的影响有一定的关联,其中关联的关键基因的异常表达可能会增加本体罹患胰腺癌的风险,而对于子代则会影响代谢过程和细胞结构.     

H_2O_2致大鼠RTE细胞系氧化应激作用及GSH保护作用的体外研究

许多具有氧化作用的空气污染物,均能使细胞产生氧化损伤,使胸腺基质淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)含量上升。而TSLP是一种启动过敏性炎症的重要因子,会导致哮喘等疾病发生率的上升。在本研究中用过氧化氢(H_2O_2)模拟具有氧化作用的空气污染物进行染毒,研究细胞氧化应激水平的变化,并讨论还原型谷胱甘肽(GSH)对细胞受氧化损伤的保护作用。将大鼠支气管上皮细胞(RTE)分组培养,每组设置6个平行实验,分别用低、中、高剂量H_2O_2染毒3 h;高剂量设置1个重复,作为保护组,在染毒前用GSH保护2 h。结果显示,高剂量组H_2O_2(3.2 mmol·L~(~(-1)))染毒的细胞,其细胞活力下降(P0.01),丙二醛(MDA)水平上升(P0.01),TSLP水平上升(P0.05),与之相比,用GSH保护后的同剂量染毒组,上述指标得到全面缓解(P0.01)。这表明高浓度的H_2O_2会损伤细胞活力,并使MDA及TSLP水平上升,而GSH对TSLP及MDA的升高有极显著的抑制作用,即对细胞有一定的保护作用。     

条斑紫菜中磷和钙的亚细胞分布及其与富集砷的关系

研究条斑紫菜中磷和钙的亚细胞分布,并探讨其与条斑紫菜富集砷的关系。结果表明:条斑紫菜吸收磷、钙主要分布在细胞壁组分中,平均占总磷含量的53.9%,占总钙含量的61.25%,其次为细胞液。与对照组相比(砷暴露浓度0.5 mg·L~(-1)),在添加磷浓度为0.1 mg·L~(-1)和1.0 mg·L~(-1)处理组中,条斑紫菜中磷、砷之间呈现协同效应;当添加磷浓度为5.0 mg·L~(-1)和10.0 mg·L~(-1)时,条斑紫菜中磷、砷之间则呈现拮抗作用,砷的富集量分别比照组下降61.37%和72.73%。经添加钙液暴露过的条斑紫菜,当钙暴露浓度为1 000 mg·L~(-1)时其对砷的富集量比对照组减少15.51%。可知,5.0 mg·L~(-1)磷处理条斑紫菜,条斑紫菜对砷的富集受到明显的抑制。