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.     

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.     

大气颗粒物中类腐殖质的测定、理化特性及健康影响

类腐殖质(humic-like substance,HULIS)是一类水溶性、相对分子量高的有机混合物,常见于雾滴、云滴、积雪和大气颗粒物(PM)中.本文主要综述了大气PM中HULIS的提取和分析方法、毒理性、吸光特性和光敏性,重点探讨了PM中有机物和过渡金属(尤其是Fe离子)产生活性氧化性物种(reactive oxygen species,ROS)从而破坏DNA的致毒机理,进一步提出HULIS(含有可逆的氧化还原位点)单独或与过渡金属螯合成有机-金属配体形成ROS的机理.最后对未来大气HULIS的研究方向进行了展望,指出今后应该加强大气HULIS、金属等通过细胞内催生ROS的测定及细胞毒性相关的研究,并关注HULIS的化学结构、分子组分等的定量分析,更好地揭示物质结构与细胞毒性之间的作用机制和关系,以期为大气HULiS的健康影响提供支持.     

一株苯酚降解菌的分离鉴定及响应面法优化其固定化

从太原市焦化厂废水活性污泥中分离、筛选出一株苯酚降解细菌,经生理生化反应和16S rRNA鉴定,该菌株为Diaphorobacter属细菌,命名为PD-07.代谢机制研究表明,苯酚可诱导该菌合成邻苯二酚2,3-加氧酶降解苯酚.为了提高该菌株对苯酚的降解率,以海藻酸钙为材料,对该菌株进行包埋固定化研究.首先采用Plackett–Burman实验设计筛选出影响固定化菌株苯酚降解率的关键因素,然后采用最陡爬坡实验逼近最大苯酚降解率响应区域.最后用Box–Behnken实验设计及响应面回归分析,应用二次方程对实验数据进行拟合得,拟合曲线与实验实测值相关性良好,最佳条件为海藻酸钠浓度3.83%(m/V)、CaCl2 0.3mol/L、菌胶比1:26.73、固定化时间2h、摇床转速180r/min、培养温度30℃、初始pH值7.2、液固比4.86:1,在此条件下苯酚降解率可达96.89%.     

读者信箱

正(上期答案)"病毒"这个名字听起来就很不友好,从普通感冒到恶性肿瘤,人类的多种疾病中都能找到它们的身影。令人讶异的是,有些"病毒"确是抗击肿瘤的利器,那科学家是如何"驯服"这些病毒帮助人类治疗疾病的呢?科学家"驯服"病毒帮助人类治疗疾病的灵感来源于近一百年前的一次偶然发现。据20世纪初的病历记载,一位患有宫颈癌的妇女被狗咬伤后向医生求助,医生按照标准流程为她接种了狂犬病疫苗,这是一种减毒活疫苗,而令医生惊奇的     

桉树叶水浸出液对2种海洋微藻生长和叶绿素荧光特性的影响

运用水样叶绿素荧光仪(Water-PAM)研究了桉树叶水浸出液胁迫下湛江叉鞭金藻(Dicrateria zhanjiangensis)和纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis)2种海洋微藻叶绿素荧光特性〔包括PS(光系统)Ⅱ的F_v/F₀(潜在活性)、F_v/F_m(最大光能转化效率)、Yield(实际光能转化效率)、ETR(电子传递效率),其中F_m和F₀分别为最大荧光和基础荧光〕的变化,同时监测微藻的生长情况,以研究桉树叶水浸出液对海洋微藻的影响,从而为探讨华南沿海大量种植桉树所造成潜在的海洋生态问题提供一些依据. 结果表明:①低浓度(以φ计,0.4、0.8、1.2mL/L)胁迫在96h内对湛江叉鞭金藻的上述4项荧光参数均无显著影响(P>0.05);高浓度(2.0mL/L)胁迫下,24h时湛江叉鞭金藻的4项荧光参数都处于最低值,48h时处于次低值. 表明高浓度在胁迫早期(48h内)对湛江叉鞭金藻4项荧光参数有抑制作用,而后期(72、96h)这4项荧光参数又恢复到正常水平,抑制作用解除. ②低浓度(0.4、0.8mL/L)胁迫下纤细角毛藻的4项荧光参数在24、48h内均得到促进,而高浓度(2.0mL/L)胁迫下F_v/F_m在24h时为最小值,表现抑制作用;另外3项荧光参数则未受显著影响. 在胁迫后期(72、96h),纤细角毛藻的4项荧光参数均随着胁迫浓度的增大而增加,表现为促进作用. ③就生长情况而言,随着胁迫浓度的增大,2种海洋微藻细胞密度的增长明显变缓. 表明桉树叶水浸出液对2种海洋微藻的生长以及叶绿素荧光特性都有影响,从而将会对整个海洋生态系统产生影响.      

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。     

活性氧参与多壁碳纳米管诱导的RAW264.7细胞毒性

碳纳米管以其独特的结构和性能,在生物医药和电子等领域广泛应用,而其生态安全性也成为科学界关注的焦点。为探究多壁碳纳米管(MWCNTs)诱导的细胞毒性机制,将小鼠肺泡巨噬细胞(RAW264.7)暴露于6个浓度梯度(0、25、50、100、150和200μg.mL-1)的MWCNTs中,应用噻唑蓝(MTT)法测定细胞存活率,用2’,7’-二氯荧光素二乙酸(DCFH-DA)荧光染色法测定细胞内活性氧的生产量,用流式细胞方法测定MWCNTs对细胞周期的影响。同时使用抗氧化剂氮乙酰半胱氨酸(NAC)验证MWCNTs诱导的细胞氧化损伤的作用机理。结果显示,MWCNTs对RAW264.7的细胞毒性呈剂量依赖性。暴露于不同浓度的MWCNTs(25、50、100、150和200μg.mL-1)下24h后,细胞活力分别为对照的74%、62%、59%、51%和45%。MWCNTs对RAW264.7的周期阻滞作用主要发生在G0/G1期。200μg.mL-1的MWCNTs处理3h后活性氧较对照组上升6.6倍。NAC对MWCNTs细胞毒作用有明显的抑制作用,且NAC能减弱MWCNTs对RAW264.7的细胞周期阻滞作用。研究表明,活性氧能够介导MWCNTs对小鼠巨噬细胞RAW264.7的损伤,并且MWCNTS通过细胞周期G0/G1期的阻滞,诱导细胞凋亡。     

PVA固定化Corynebacterium sp.JY03降解苯酚的特性研究

以PVA(聚乙烯醇)作为载体将降酚菌株Corynebacterium sp.JY03进行固定化包埋处理,正交试验确定该菌株固定化细胞制备的条件,然后对固定化细胞的降酚性能进行研究。试验确定最佳固定条件为:PVA质量分数为6%,菌液量/PVA水溶液体积比为6/30,氯化钙含量为2.0%,钙化交联时间为8 h;固定化细胞降解苯酚的最适温度为30~35℃,最适pH值为6.5~7.5,在初始苯酚浓度为700 mg/L,装液量50 mL,培养42 h后,苯酚降解率达99.1%。固定化细胞重复利用6次苯酚降解率仍高于85.2%,其性能优于游离细胞,这将为该菌株进一步应用于含酚废水的生物处理提供实践条件。     

卡瓦胡椒素B对人非小细胞肺癌A549细胞的抑制作用

卡瓦胡椒素B是药用植物卡瓦胡椒根中的一种天然查耳酮类化合物,研究了其对人非小细胞肺癌A549细胞的增殖抑制作用及其诱导细胞凋亡的分子机制.实验结果显示,卡瓦胡椒素B能显著抑制非小细胞肺癌A549细胞的增殖,且随着药物浓度的增加、处理时间的延长其抑制作用呈明显的剂量时间效应;同时,卡瓦胡椒素B能显著诱导A549细胞凋亡、细胞周期阻滞于G2-M期;分子机制研究表明,卡瓦胡椒素B能通过活化JNK激酶活性、下调凋亡抑制蛋白survivin的表达以及激活PARP活性从而导致其对A549细胞的增殖抑制作用.结果表明卡瓦胡椒素B对人非小细胞肺癌的预防与治疗可能具有潜在价值.