SO2——一种神秘的生物小分子：SO2及其衍生物对血管张力的双相-双向性调

为了探索二氧化硫（SO2）作为调节血管张力的细胞气体信号分子的可能性,采用SO2衍生物（亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合物,在中性液体中二者的摩尔比约为3：1）温育大鼠离体胸主动脉血管环的方法,观察SO2及其衍生物对血管环张力的影响.结果发现,SO2及其衍生物在低浓度（〈1.35mmol·L^-1）下可引起大鼠离体胸主动脉血管环收缩而不引起舒张;在高浓度（〉1.35mmol·L^-1）下先引起血管环收缩、后引起舒张;且这些变化均与血管内皮无关.这表明不同作用浓度相和不同作用时相,该化学物对血管张力的作用完全相反.由此得出结论：1）低浓度SO2及其衍生物是血管收缩因子;2）高浓度SO2及其衍生物对血管张力的影响是双相-双向性的.内源性的SO2及其衍生物的前体SO/SO2在体内的生理浓度比本研究的低浓度还要低1～2个数量级,其对血管张力的生理作用及其他的生物学作用尚需进一步研究.     

《生态毒理学原理与方法》简介

《生态毒理学原理与方法》一书近日由科学出版社出版．该书由孟紫强教授主编、多名学者参加编著，集生态毒理学基础理论、研究方法及最新成果于一体．该书第1-2章主要论述生态毒理学基本概念、基本理论及主要研究方法；第3-5章为动物生态毒理学、植物生态毒理学及微生物生态毒理学，从分子、细胞、个体及群体水平系统阐述了这三大生态毒理学的理论知识和研究方法；同时还分别论述了对这三大类生物的主要污染物及其毒性作用与机理.     

在大鼠哮喘发生中SO2致凋亡相关基因及蛋白质表达的改变

为了研究SO2对哮喘大鼠肺细胞凋亡相关基因mRNA和蛋白表达的影响.对健康雄性Wistar大鼠随机分为正常组、SO2暴露组、卵蛋白(OVA)致敏哮喘组、SO2和OVA联合作用组,采用荧光实时定量RT-PCR和Westem Blot方法研究吸入SO2对哮喘大鼠肺细胞p53、box、bcl-2三种细胞凋亡相关基因mRNA和蛋白表达的影响.结果表明,SO2暴露组肺中p53和box mRNA和蛋白水平降低,bcl-2表达和bcl-2/bax比值均有升高,但与对照组相比无显著性差异.与对照组相比,哮喘组肺中p53和bax mRNA和蛋白的表达水平呈现不同程度的降低;bcl-2的表达和bcl-2/bax比值显著升高.SO2和OVA联合作用后,与哮喘组相比,肺中p53和bax蛋白表达显著下降,而bcl-2蛋白表达显著升高.结论:SO2可加剧哮喘大鼠的哮喘症状,其机制可能是通过影响哮喘大鼠肺组织凋亡相关基因(p53、bax、bcl-2)的表达水平,抑制气道炎性细胞的凋亡来实现的.这些机制的阐明有助于对SO2毒作用机制的理解和所致疾病的治疗.     

我国大气环境毒理学研究新进展

对大气环境中重要污染物的毒理学作用及其机制方面的文献进行综述。首先,总结了细颗粒物(PM2.5)和纳米颗粒物对呼吸系统和心血管系统毒理学作用及其机理方面的研究;然后,评述了二氧化硫(SO2)对基因表达的影响及内源性SO2生理作用方面的研究,提出SO2既是一种全身性毒物,又是一种新型信号分子的新观点;对大气环境致癌物,特别是有关苯并芘致癌作用分子机制的研究进行讨论;对大气中臭氧和光化学烟雾对健康影响的研究作了评述;最后,对室内空气污染物尤其是甲醛的毒性作用及其机理方面的最新研究进行了评论。     

二氧化硫及其衍生物的紫外吸收光谱特征

运用紫外可见光光谱分析方法对SO2溶于水和有机溶剂时的吸收光谱特征进行研究,同时也对SO2衍生物亚硫酸钠(Na2SO3)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)水溶液的吸收光谱特征进行研究,并探讨盐酸(HCl)对其光谱性质的影响.结果表明:①SO2在水、乙醇、甘油、正丁醇中分别在276、277、276、278 nm有一特征吸收峰,在有机溶剂中的吸光强度远大于在水中的吸光强度;②Na2S2O5和NaHSO3水溶液在257 nm处有一特征吸收峰,Na2SO3未见特征吸收峰,加入HCl后,3种化合物溶液均在276 nm出现特征吸收峰;③HCl能增强SO2及其衍生物水溶液的吸光强度,且呈浓度依赖关系;而CaCl2和NaCl对SO2及其衍生物水溶液的吸光强度有降低作用.因此可得出结论:①SO2在水中的吸光强度远小于在有机溶剂中的吸光强度;②HCl对SO2溶于水中的吸光强度的增强作用是H+的作用而不是Cl-的作用;③SO2衍生物溶液不存在或很少存在SO2分子,但加入适量HCl可使该衍生物用作"SO2供体",亚硫酸氢钠酸性溶液和焦亚硫酸钠酸性溶液可作为"SO2供体"用于SO2毒理学和生理学的研究和实践.     

内源性气态SO2对血管的舒张作用及其机制Ⅱ：与亚硫酸盐的比较及SO2的内源产生与调节

为了探讨内源性气态SO2对血管的舒张作用及其机制,采用将气态SO2或SO2生理盐水溶液加入孵育液,使SO2分子直接作用于离体大鼠胸主动脉血管环的方法,对体内SO2的失活机制、正常生理浓度及其内源产生的体内调节等进行了研究,并对亚硫酸盐/亚硫酸氢盐能否作为"SO2供体"的问题进行了讨论.结果显示:1)气态SO(21~2000μmol·L-1)对血管的舒张作用是剂量依赖性的,且其舒血管作用远大于SO2衍生物(亚硫酸盐和亚硫酸氢盐),表明SO2衍生物是SO2信号作用失活的产物;2)SO2气体和SO2生理盐水溶液对大鼠血管的舒张作用强度相似,表明在SO2生理学或毒理学试验中二者可相互替代;3)正常大鼠胸主动脉血管组织和血浆中内源性SO2平均浓度分别为(127.76±31.34)和(16.77±8.24)μmol·L-1,表明血管组织SO2的浓度很高;4)内源性SO2在血管内皮和平滑肌细胞均可合成,但主要在血管内皮细胞合成;5)不论对大鼠体内血管组织还是对离体血管组织、体外培养的血管内皮和平滑肌细胞,乙酰胆碱(Ach)均能剂量依赖性地促进SO2的产生,而重酒石酸去甲肾上腺素(NE)能够抑制SO2产生.由此结论:1)SO2生理作用的失活途径为"气态SO2→亚硫酸盐/亚硫酸氢盐→硫酸盐",亚硫酸盐和亚硫酸氢盐混合液的作用并不能等同于内源性SO2的作用,不能作为体内、外处理生物组织的"SO2供体";2)直接应用SO2气体或者应用SO2生理盐水溶液代替SO2气体处理生物组织可作为内源性SO2生理学研究的新模式;3)血管组织SO2的浓度很高且主要在内皮细胞合成;4)SO2的生物合成也能被体内某些内源性物质(如Ach、NE)所调节.     

内源性气态SO2对血管的舒张作用及其机制Ⅲ：信号转导途径

为了从信号转导途径的角度探讨内源性气态SO2引起血管舒张的机制,采用将气态SO2或SO2生理盐水溶液加入孵育液的方法,使SO2分子直接作用于离体大鼠胸主动脉血管环,同时使用不同信号转导途径抑制剂,研究了内源性气态SO2诱发血管舒张的信号转导机制,并采用类比法研究了SO2对Krebs液pH的影响及其与血管舒张的关系.结果显示:1)内源性气态SO2对大鼠血管的舒张作用是SO2分子直接作用引起的,与SO2引起的pH值轻度降低无关;2)气态SO2在生理浓度和低浓度(<450μmol·L-1)引起的舒血管作用主要是通过NO/cGMP途径介导;3)很低浓度的气态SO(23μmol·L-1)和NO(3或5nmol·L-1)在引起血管舒张作用时有协同作用,二者在体内联合发挥对血管张力的调节作用.结论:1)SO2是血管组织的一种内源性气体舒张因子;2)SO2与NO可以协同调节血管张力,二者可能存在某种形式的交叉对话作用.     

二氧化硫体内衍生物诱发CHL细胞染色体畸变效应

研究了SO2在体内的衍生物一亚硫酸氢钠和亚硫酸钠对中国仓鼠肺纤维细胞（CHL）细胞染色体畸变（CA）的诱发作用研究结果表明,SO₂的衍生物不论是否有S₉混合物的存在情况下,均可诱发CHL细胞的CA频率显著增高,且呈明确的剂量一效应关系．这说明SO₂不需要体内代谢转化的直接的细胞染色体断裂剂和基因毒性因子研究亦发现,SO₂产低浓度下主要诱发染色单体型畸变,在高浓度下既可引起染色单体型畸变,又可引起染色体型畸变研究还发现,SO₂衍生物处理细胞时间愈长,引起细胞遗传损伤所需的最低浓度就越低．提示：长期接触环境低浓度SO₂污染,有引起接触人群体内细胞遗传物质损伤的潜在危险。     

二氧化硫吸入对大鼠脑组织细胞的氧化损伤作用

研究了低浓度二氧化硫(SO₂ ) 对大鼠中枢神经系统毒理作用的机理,以及SO₂ (28mg/m³)吸入对大鼠脑组织细胞抗氧化酶活性和脂质过氧化水平的影响.结果表明,SO₂吸入可引起超氧化物歧化酶(Cu、Zn-SOD)活性降低、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性升高、过氧化氢酶(CAT)活性无明显改变以及脑组织脂质过氧化水平显著升高.这些结果意味着SO2通过产生活性氧自由基引起脂质及其他生物大分子的氧化损伤,可能是低浓度SO₂毒理作用的机制之一.     

砷对人血淋巴细胞转化及DNA合成的效应

无机砷化合物（亚砷酸钠和砷酸钠）对未致敏人血淋巴细胞的转化和DNA合成是双相性的,即在低浓度下可促进淋巴细胞转化,而在较高浓度下抑制淋巴细胞的转化。人血淋巴细胞具有自发的DNA合成作用,低浓度的砷对这种自发DNA合成有促进作用,高浓度砷则有抑制作用。人血淋巴细胞与砷连续接触3天以后,其转化过程便被诱发;连续接触砷6天以后,转化过程受砷的刺激达到最大;细胞与砷接触时间愈长,具最大刺激效应的砷浓度就愈低。三价砷较五价砷的效应强。