生物大分子加合物的检测及其在环境风险性评价中应用

环境中化学物质对人体致癌的风险性评价对于预防人类疾病和控制环境污染具有非常重要的意义。而反映暴露水平与生物效应的生物标记物研究不仅是导向预防研究的核心内容，也是环境致癌物风险评价的重要手段。传统的有毒化学物监测方法在研究人群暴露和危险度评价时得到的仅为近似接触量，而对个体在吸收、代谢、排泄，生物利用上的差异不能提供任何信息，分子生物标记物可用于检测生物暴露于环境致癌物的剂量和效应，生物体的遗传性或诱发性的敏感性差异，以及由环境致癌物引发的各种疾病的早期诊断，不仅提供个体有效接触量，还能提供许多化学物质结构与毒性之间关系及毒物代谢动力学方面的信息。与其他手段相比，分子生物标志物作为指示污染物危害效应的生物信号，其检测是从以往测定环境中化学物的含量估计生物体的接触水平，发展到直接检测化学物与生物受体结合产物的一种方法。文章对分子生物标志物一生物大分子加合物(如DNA，RNA，蛋白质加合物等)的形成机理以及在环境风险评价中的应用进行了综述：介绍了几种生物大分子加合物的检测方法，并对各种方法的特点进行评述，讨论了目前分子生物标志物研究存在的问题，并展望了该领域的应用前景。     

土壤生态毒理风险评价中的陆生无脊椎生物标志物

综述了目前土壤生态毒理风险评价中常用的陆生无脊椎生物标志物,并对一些新的生物标志物作了简介。对目前研究的不足及今后需加强领域提出了建议。     

木质素在河口与陆架海洋环境中的示踪

通过对自70年代至今利用木质素在近岸与陆架海洋环境中示踪应用的研究成果进行综述，探讨了木质素在水和沉积物中的生物地球化学循环规律，并对木质素各种分离鉴定方法进行了比较。认为木质素作为一种近岸与陆架海洋环境中陆源高等植物的生物标志物具有很高的科学利用价值，并且对这种分子标志物的潜在应用做了假设与预测。     

水体中PCDD/Fs生物标示器的研究进展

水生生物体内PCDDs/Fs的累积作用是通过3种途径实现的,包括通过鳃和表皮从水中的直接摄入(生物富集),水中悬浮颗粒的摄取(吞入)和污染食物的消耗(生物放大)。鱼体内的PCDDs/Fs含量可以在一定程度上反映水体的PCDDs/Fs污染水平。但是,由于鱼体的生物-沉积物累积因子相当低,其作为生物累积标示的可能性仍有待进一步的研究。鱼体肝脏的总细胞色素P450、细胞色素P4501A、乙氧基试卤灵-O-脱乙基酶、超氧化物歧化酶和脂过氧化反应水平等指标都可作为水体PCDDs/Fs污染的较为敏感的生化生物标示器     

蚯蚓金属硫蛋白定量PCR检测方法及其分子诊断

根据GenBank中蚯蚓(Eisenia fetida)金属硫蛋白(MT)基因序列设计合成引物,采用RT-PCR扩增出目的基因片段,将目的基因片段插入pEASY-Blunt中制备质粒标准品.通过不同梯度稀释倍数的质粒标准品,建立了目的基因MT与内参基因β-actin的SYBR Green I荧光定量RT-PCR检测方法.通过土壤染毒培养实验,将蚯蚓分别暴露于50,500,1000mg/kg 重金属Cd染毒的自然土壤中培养14,28d,研究蚯蚓体内MT mRNA转录水平的表达变化.结果表明,重组质粒测序后显示目的片段序列同源性好,证明所设计的MT、β-actin引物能成功用于蚯蚓MT mRNA的检测.两基因构建的荧光定量标准曲线线性关系分别为0.994,0.999,且PCR扩增效率也皆接近于100%.染毒实验发现,Cd可诱导蚯蚓体内MT mRNA的表达,其表达水平与Cd污染暴露呈现出剂量-效应和时间-效应关系,表明蚯蚓MT基因可作为潜在分子标志物,诊断环境中Cd污染及其暴露水平.     

2,3,7,8-四氯二苯并二噁英和β-萘黄酮暴露对斑马鱼肝和鳃MROD酶活性的影响

为了研究2,3,7,8-四氯二苯并二噁英(TCDD)和β-萘黄酮(β-NF)对斑马鱼(Danio rerio)肝脏和鳃CYP1A依赖性7-甲氧基-3-异酚噁唑酮-脱甲基酶(MROD)活性的影响,分别利用不同浓度的TCDD(0、0.05、0.1、0.2、0.4μg·L-1)和β-NF(0、25、50、100、200μg·L-1)对斑马鱼进行水浴暴露,48h后取样测定肝脏和腮MROD活性.结果表明,与对照组比较,TCDD暴露组和β-NF暴露组斑马鱼肝脏和鳃MROD活性均显著增强(p<0.01),且MROD活性的增加与TCDD或β-NF暴露浓度呈现明显的剂量-效应关系.初步推断斑马鱼肝脏和鳃CYP1A依赖性MROD酶活性可能能够作为TCDD或β-NF污染的生物标志物.     

Feasibility of using salivary biomarkers to assess human exposure to chlorpyrifos

The objective of this study was to determine the feasibility of using salivary biomarkers to assess chlorpyrifos exposure using data collected from laboratory controlled animal study, as well as from farmers in Thailand and Nicaragua who applied chlorpyrifos in the field. Time-matched saliva and arterial blood samples were collected from rats and adult agricultural workers, while spot saliva samples were collected from children. Specimen samples were analyzed for chlorpyrifos using a commercially available enzyme-linked immunosorbent assay. The results from both animal and farmer studies show that chlorpyrifos is excreted into saliva. Nevertheless, salivary excretion of chlorpyrifos seems to differ from other pesticides, as evidenced by the lack of correspondence of chlorpyrifos levels between saliva and plasma samples. The lower chlorpyrifos concentrations in saliva collected from rats, and from farmers and their children, may have resulted from the rapid hydrolysis of chlorpyrifos during the intracellular passive diffusion in the salivary gland. In conclusion, chlorpyrifos is excreted into saliva; however, the majority of chlorpyrifos that is excreted in saliva may have been metabolized due to base-dependent hydrolysis. Because of this finding, it was hypothesized that it would be ideal to measure its metabolite, 3,5,6-trichloropyridinol, in saliva as the biomarker for chlorpyrifos exposure.     

Cu2+和Cu-EDTA对鲫鱼脑组织应激蛋白HSP70诱导的影响

以鲫鱼(Carassius auratus)作为实验对象,经过40d不同浓度铜(Cu²⁺)及其配合物(Cu-EDTA)的暴露后,运用SDS-PAGE和Western Blotting方法检测鱼脑组织内应激蛋白HSP70的诱导表达情况.结果表明:在实验浓度下,与对照组相比,Cu²⁺和Cu-EDTA对鱼脑内HSP70有显著的诱导(p<0.05),而将Cu²⁺和Cu-EDTA实验组相对比,络合剂EDTA一定程度上改变了Cu的生物可利用性,从而降低了其毒性.实验还发现,Cu²⁺浓度在国家渔业水质标准0.01mg/L下时,鱼脑组织内HSP70已经有明显的表达,说明运用分子生物学指标要比传统的环境监测指标更敏感,具有对污染物早期预警的作用.     

低浓度Cd暴露对金鱼藻营养元素吸收与植物络合素(PCs)合成的影响

采用溶液培养方式,研究了水环境低浓度Cd(0.01～0.64 μmol/L)不同暴露时间段下,金鱼藻(Ceratophyllum demersum)体内营养元素的吸收状况和植物络合素(PCs)的响应规律.结果表明,Cd促进了微量营养元素Cu、Zn的吸收,抑制了Mn的吸收,对Fe的吸收无明显影响.金鱼藻对Cd表现出明显的吸收和积累效应,0.08　μmol/L Cd胁迫对金鱼藻生长产生了抑制作用.Cd暴露期间各处理组PCs诱导量与Cd处理浓度存在显著的响应关系,处理前期(7　d)当Cd浓度≥0.02　μmol/L时,表现为显著的诱导效应(p<0.05).随着暴露时间的延长,PCs诱导量有下降趋势,但仍明显高于对照.各不同处理时间段下PCs诱导量与Cd处理浓度存在良好的剂量效应关系.胁迫7 d时呈线性关系,胁迫14 d和21 d均表现为抛物线型.回归分析显示金鱼藻体内PCs的合成水平与Cd的生物毒性存在极显著的正相关关系.表明PCs可作为Cd胁迫的一项敏感的生化指标(biochemical indicator)用来评价和预测实际水环境中Cd的污染.