构建有机化合物斑马鱼雌激素干扰效应的二元分类模型

计算毒理学方法已成为辅助内分泌干扰物(EDCs)管理的决策支持工具。因此,发展内分泌干扰效应指标的(定量)结构活性关系((Q) SAR)等预测模型对于实现EDCs环境管理具有重要的意义。在雌激素受体(Q) SAR模型研究方面,目前主要针对人、牛、大鼠和小鼠等物种的雌激素受体干扰效应进行了研究,而对鱼等水生生物雌激素受体干扰效应等指标的(Q)SAR模型研究还较少。本研究采用基于欧几里德距离的K最近邻(k NN)分类算法,构建了斑马鱼雌激素受体干扰效应的二元分类模型。结果表明,2个最优模型训练集和验证集的预测准确度(Q)、敏感性(Sn)和特异性(Sp)参数均大于0.93,说明模型具有较好的预测能力。因此,能够用所建模型填补模型应用域内其他化合物缺失的斑马鱼雌激素受体干扰效应定性数据。     

内分泌干扰物与哺乳动物核受体的相互作用

内分泌干扰物(EDCs)作用于哺乳动物生殖轴或甲状腺轴,影响生长、发育、繁殖、免疫等生理过程并诱发疾病。核受体介导途径是EDCs发挥内分泌干扰作用的最重要方式。在介绍EDCs对哺乳动物的毒性效应与机制的基础上,详细归纳了EDCs与核受体的相互作用,并总结了这一研究领域适用的研究方法。发现采用理论计算模拟、表面等离子共振、荧光偏振、细胞增殖、报告基因等技术方法,目前已经明确了邻苯二甲酸酯类、双酚类、有机氯农药等EDCs能够竞争结合雌激素受体、雄激素受体和/或甲状腺激素受体,以此为作用靶点通过受体介导途径发挥内分泌干扰效应。基于目前的研究现状,我们认为未来的研究应更加注重EDCs与孕激素受体及维甲酸受体的相互作用、膜受体介导途径以及体内实验与体外实验的有机结合。     

核受体超家族及其酵母双杂交检测技术

环境污染物的内分泌干扰问题近年来引起了极大的关注,大量研究证实:核受体是内分泌干扰的重要作用位点.论文在总结国内外相关研究基础上,对生物体内核受体超家族的组成、结构特征、作用模式进行了概括总结;对环境内分泌干扰物干扰核受体超家族最新研究进展给予了评述;对酵母双杂交检测技术的原理及其在核受体超家族和环境内分泌干扰效应研究中的应用进行了探讨,指出应将酵母双杂交检测技术与核受体超家族研究相结合,建立成组重组核受体基因双杂交酵母体系,应用于多种内分泌干扰效应和作用机制的系统研究.     

非洲爪蟾在生态毒理学研究中的应用（Ⅲ）——生殖内分泌干扰作用的评价

两栖动物生殖内分泌系统(如性别分化、性腺发育、第二性特征)对性激素的敏感性,使得该类动物可用于研究内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)对生殖内分泌系统的干扰作用.两栖动物非洲爪蟾是发育生物学研究的经典模型动物,多年来积累的有关其生殖内分泌的资料可以为生殖内分泌干扰的研究提供参考.论文分析了非洲爪蟾作为评价生殖内分泌干扰作用模型动物的理论基础,总结了评价生殖内分泌干扰作用目前使用的几个指标(性别分化、性腺形态、性腺组织学结构、性激素水平、卵黄蛋白原表达等生物标记),综述了非洲爪蟾在评价酚类化合物、阿特拉津、多氯联苯等几种EDCs的生殖内分泌干扰作用中的应用,最后讨论了非洲爪蟾作为一种评价EDCs生殖内分泌干扰作用的模型动物目前存在的问题.毫无疑问,非洲爪蟾是生殖内分泌干扰研究的良好模型动物,为促进该模型动物更好的应用,需要加强非洲爪蟾生殖生物学和内分泌学的研究.     

内分泌干扰物对核受体二聚化影响的研究进展

环境内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs)可模仿或拮抗天然激素与核受体结合,干扰核受体的同源或异源二聚,进而通过共调节因子的招募调控转录活性,最终引起内分泌干扰效应.目前研究主要针对EDCs与核受体的结合过程,忽视了其对核受体二聚化过程的影响,而该过程的阻断可直接导致转录失活.EDCs对于不同核受体二聚化的影响不同,只有激动剂EDCs能够促进雄激素受体(androgen receptor,AR)的同源二聚化,而雌激素受体(estrogen receptor,ER)在与具有激动或拮抗活性的EDCs结合后都可诱导ER二聚体的形成,但二聚化类型不同.通过检索ToxCast和Tox21数据库发现多达227种EDCs可以诱导ER二聚化,相比于ERα-ERα同源二聚体(6.09％ ～7.38％的活性率),EDCs更易诱导ERα-ERβ异源二聚体(11.25％ ～12.22％的活性率)和ERβ-ERβ同源二聚体(10.02％ ～11.69％的活性率).EDCs也能够差异性诱导其他核受体如维生素D受体(vitamin D receptor,VDR)与维甲酸X受体(retinoid X receptor,RXR)形成的异源二聚体,不同类型的二聚体对于研究EDCs转录活性的生理学相关性具有重要意义.基于经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)报告的参考化学品研究发现,相比于配受体结合活性,二聚活性与转录活性之间有着更好的相关关系.本文从EDCs介导的核受体二聚化转录机制、二聚化与转录活性间的关系以及二聚化研究方法三方面,总结EDCs对核受体二聚化的影响,以期为深入理解EDCs的分子作用机制,推进化合物的内分泌干扰风险评估提供参考.     

对羟基苯甲酸酯雌激素活性物种差异的理论研究

受体功能区结构的分化是导致部分环境污染物内分泌干扰效应种间选择性的主要原因之一.本研究采用同源模建的方法构建了青鳉的雌激素受体α亚型(medERα)配体结合区的三维结构,并与人的hERα结构进行比对.在此基础上,经过分子对接分析了对羟基苯甲酸酯类化合物及其含氯衍生物与两个物种ERα作用模式的差异及其分子基础,并基于此提...     

受体报告基因实验及其在维甲酸和维甲酸X受体干扰物监测中的应用

受体报告基因实验具有快速、经济、灵敏、方便等诸多优势,在高通量筛选类或抗雌雄激素等通过核受体起作用的环境内分泌干扰物方面得到了广泛的应用。环境中的维甲酸和维甲酸X受体干扰物如有机锡等有着类似的作用机制,研究者也开始采用受体报告基因实验的方法对该类污染物进行筛选与监测。本文综述了受体报告基因实验的技术方法,包括报告基因和宿主细胞的选择,并介绍了该方法在人工合成的维甲酸和维甲酸X受体干扰物筛选以及环境样品中该类污染监测中的应用。综述总结了应用受体报告基因实验检测环境内分泌干扰物研究中的不足并对该方法的未来发展进行了展望,希望为该方法在环境监测和评估中的应用提供新的思路。     

EEDs对鱼类性激素合成途径干扰作用研究进展

环境内分泌干扰物(environmental endocrine disruptors,EEDs)是一类可以改变生物体内激素的合成、释放、运输、代谢、结合、作用或清除等一系列生物过程的外源物质。性激素的生物合成需要一系列酶的参与,体内和体外研究表明,性激素合成途径中的类固醇生成酶是EEDs通过非性激素受体介导途径发挥内分泌扰乱作用的重要靶点,性激素合成途径的扰乱可能导致生物体生殖系统受损。本文综述了EEDs对鱼类性激素合成底物和类固醇生成酶的影响、信号转导机制及其生殖危害;并对性激素合成途径中促性腺激素调控机理、多种转录因子间的相互作用、不同物种间类固醇生成酶的差异以及各内分泌轴线的相互作用研究进行了展望,以期为EEDs通过非性激素受体介导途径发挥内分泌干扰效应的机制研究提供思路。     

十溴二苯乙烷在环境中的分布及毒理学研究进展

十溴二苯乙烷(Decabromodiphenyl ethane,DBDPE)是一种新型溴系阻燃剂,在国内外得到越来越广泛的应用,因此在环境中也开始被普遍检测到.研究发现,DBDPE有生物累积的潜在可能性,这不仅会威胁生态系统的安全,也将对人类健康产生潜在影响.目前,关于DBDPE的研究主要集中于其在土壤、沉积物、生物体等环境介质中的含量分析,而对其急性毒性效应与亚急性毒性效应的研究较少,毒理学研究方面更是缺乏.因此,笔者拟介绍DBDPE的来源、环境分布、生物富集及毒理学效应,并提出了今后研究的主要方向.     

十溴二苯乙烷的污染现状及环境行为研究进展

新型溴系阻燃剂十溴二苯乙烷(decabromodiphenyl ethane,DBDPE)是十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether,BDE-209)的主要替代品,使用量和产量逐年上升,其环境安全性问题备受重视.本文在论述DBDPE基本理化性质及环境污染现状的基础上,系统总结了目前有关DBDPE在不同环境介质中的行为与归趋研究进展(如环境迁移、代谢与降解、动植物吸收富集等),并从风险熵法和危害指数法两个方面对有关DBDPE风险评估的研究进行了综述.最后,指出了当前研究存在的不足并对今后的研究方向作出展望.本文将有助于系统认识DBDPE的环境效应,为后续DBDPE环境行为研究及环境污染监管提供参考依据.     

双酚A类似物雌激素干扰效应的定量结构-活性关系模型

由于双酚A(BPA)具有内分泌干扰等毒性效应,有些国家已经开始限制其在部分工业品生产中使用。一些双酚A类似物因用于替代BPA而被大量使用。因其与双酚A具有相似的分子结构,双酚A类似物是否也具有内分泌干扰等毒性效应受到越来越多的关注。采用逐步多元线性回归(MLR)方法,构建了可预测双酚A类似物雌激素效应的定量结构-活性关系模型。模型的决定系数R~2=0.899,去一法交叉验证系数Q_(LOO)~2=0.868,Bootstrapping验证系数Q_(BOOT)~2=0.755,均方根误差RMSE=0.339,表明模型具有较好的拟合优度、稳健性;验证集决定系数Q_(EXT)~2=0.921,外部验证系数Q_(EXT)~2=0.810,均方根误差RMSE=0.638,表明模型具有较好的预测能力。采用欧几里德距离方法和Wil iams图表征了模型应用域,依据分子描述符对模型进行了机理解释,并用所建模型,填补了22种其他双酚A类似物缺失的雌激素干扰效应数据。     

Responses of the Indian major carp Labeo rohita to deltamethrin at acute and sublethal concentrations

The effects of deltamethrin at acute and sublethal concentrations on some hematological and biochemical profiles in the Indian major carp Labeo rohita have been examined. The lethal concentrations (LC₅₀) of deltamethrin for 24 and 96 h were found to be 0.44 and 0.38 mg L^?1, respectively. During acute treatment (24 h), hemoglobin (Hb), hematocrit (Hct), red blood cell (RBC), white blood cell (WBC), mean cellular volume (MCV), mean cellular hemoglobin (MCH), and mean cellular hemoglobin concentration (MCHC) values were significantly increased compared to control group. Plasma glucose, protein, cholesterol, albumin, globulin, triglyceride, and glycogen in gill and muscle were significantly decreased. Upon sublethal treatment (0.044 mg L^?1, 10th of 24 h LC₅₀), RBC and the biochemical parameters, except glucose and cholesterol, decreased significantly, while MCV, MCH, and MCHC values increased up to the 28th day and then declined. Cholesterol level was significantly increased throughout the study period. A biphasic response in the levels of Hb, Hct, WBC, and glucose were observed during sublethal treatment.     

孕酮诱导非洲爪蟾卵母细胞生发泡破裂(GVBD)实验方法的优化及干扰物质筛查

非洲爪蟾卵母细胞生发泡破裂(GVBD)是生物学上研究卵细胞成熟过程及其机制的良好模型。由于GVBD受激素的调控,曾有研究将孕酮诱导的非洲爪蟾GVBD试验用于内分泌干扰物的筛查。通过预注射人体绒毛膜促性腺激素(HCG)提高非洲爪蟾卵母细胞对孕酮的敏感性、缩小个体差异,缩短试验时间等优化GVBD试验方法;并选用甲氧氯作为阳性参照物对优化的方法进行验证,最后用此方法研究了米非司酮、来曲唑、咪鲜胺3种化学物质对孕酮诱导GVBD的影响。结果发现,甲氧氯对GVBD的发生具有明显抑制作用,随着剂量的增加抑制作用增强,显示优化方法的可靠性。米非司酮作为孕酮受体拮抗剂,没有表现出抑制GVBD的效应,证明孕酮诱导爪蟾GVBD并非完全由孕酮受体(PR)介导。同时,来曲唑和咪鲜胺对孕酮诱导爪蟾GVBD没有影响,显示此两种物质在孕酮诱导GVBD过程中不具有内分泌干扰作用。     

全氟辛基磺酸及其替代产品的内分泌干扰效应评价

为研究全氟辛基磺酸(PFOS)及其替代品的内分泌干扰效应,将重组人雌激素/雄激素/孕激素/甲状腺激素/维甲酸受体基因的双杂交酵母暴露于不同浓度的PFOS及替代品中,并结合体外代谢活化技术检测直接和间接的类/抗激素活性。结果表明,被替代品PFOS表现为雄激素受体、甲状腺受体和维甲酸受体拮抗剂,且在代谢活化后新增了雌激素受体拮抗效应,其半数效应浓度(EC₅₀)在3.0×10^-4～4.8×10^-3 g·L^-1之间;同时,4种替代化学品没有任何效应检出,说明不会通过与核受体结合干扰天然激素的正常功能。研究结果说明,与原化学品相比,替代产品的应用在内分泌干扰效应方面可能具有更低的环境风险。     

Effects of arsenic on survival and metabolism of Crangon crangon

Metabolic changes and toxic effects in Crangon crangon (collected during summer 1989 near Helsingør, Denmark and at Kulhuse in the Isefjord) were observed during exposure to different arsenate concentrations. Survival, respiration, and concentrations of hemolymph glucose, muscle glycogen andadenine nucleotides were measured. C. crangon was very tolerant of arsenate; survival was only affected at arsenate concentrations >25 ppm. Small individuals (0.2 to 0.29 g wet weight) were less tolerant than medium-sized and large individuals (0.5 to 0.59 g and 0.8 to 0.89 g wet weight), e.g. at 50 ppm the LT₅₀ for small individuals was 180 h compared to 343 h and 360 h in middle-sized and large individuals. The relation between size and toxicity is probably due to the change in surface/volume ratio. Under clean conditions the respiration of C. crangon showed a clear relation between routine MO₂ (O₂ in mlg^-1 h^-1) and wet weight (r²=0.89; P<0.001). During shortterm exposure to arsenate (10 and 50 ppm), the respiratory rates (MO₂) seemed to decrease in a size-dependent manner. The concentrations of blood glucose and muscle glycogen did not change in response to arsenate exposure. The concentrations of adenylate phosphates were high and constant throughout the experiments. C. crangon had maximal adenylate energy charge (AEC) values of ca. 0.8. No decrease in AEC due to the exposure to arsenate was observed.     

邻苯二甲酸酯类增塑剂的体外细胞毒性评价

邻苯二甲酸酯(Phthalate esters, PAEs)是环境介质中的一类典型的有机污染物。已有研究表明,PAEs具有明显的内分泌干扰毒性,并会对动物和人体的生殖发育与神经系统造成损伤。体外细胞评价模型因具有高通量、测试周期短、成本低和毒性效应易于探明等技术优点,被广泛应用到PAEs毒理学效应的研究中。本文从内分泌干扰毒性、胚胎发育毒性、神经毒性、免疫毒性、遗传毒性以及致癌作用等方面,对PAEs的一些体外细胞毒性评价模型进行了分类和总结,并对其相应的研究进展进行了综述。本文旨在为体外细胞毒性评价模型的有效利用提供借鉴,并对PAEs毒性作用机制的深入研究提供思路和依据。     

水生和陆生生物体中卤系阻燃剂的差异性富集研究:以鲶鱼和家鸽为例

分析了水生(鲶鱼)和陆生(家鸽)生物体中卤系阻燃剂(HFRs)的组成和浓度。鲶鱼中短链氯化石蜡(SCCPs)浓度均值为30 800 ng·g~(-1)lw(脂肪归一化浓度),是最主要的HFRs,然后依次是多溴联苯醚(PBDEs)(2 300 ng·g~(-1)lw)、四溴双酚A(TBBPA)(37 ng·g~(-1)lw)、六溴环十二烷(HBCD)(21 ng·g~(-1)lw)、德克隆(DP)(14 ng·g~(-1)lw)、十溴二苯乙烷(DBDPE)(7.1 ng·g~(-1)lw)和六溴苯(HBB)(6.2 ng·g~(-1)lw);而家鸽中PBDEs含量最高(17 000 ng·g~(-1)lw),其次是SCCPs(7 600 ng·g~(-1)lw)DP(1 600 ng·g~(-1)lw)DBDPE(14 ng·g~(-1)lw)HBB、TBBPA和HBCDs(未检出)。鲶鱼和家鸽HFRs组成比较发现,鲶鱼中具有较高百分含量的低溴代PBDE单体和较低的fanti值,而家鸽中具有较高百分含量的高溴代PBDE单体和较高的fanti值。实验结果初步表明,水生生物较多地富集水溶性较大的化合物,陆生生物则较多地富集疏水性较强的化合物。研究认为以上水生和陆生生物体中污染物的差异性富集现象可能与化合物因不同物理化学性质导致的不同环境迁移行为有关。     

Application of QSARS to predict potential aquatic toxicities of organochlorine pesticides∗

On the basis of physico‐chemical data, such as water solubility and vapour pressure as well as acute toxicity tests we developed an ecotoxicological model for preliminary hazard assessment. By use of the reciprocal product from log H and LC₅₀ we developed a suitable ranking system that allows us to predict potential damage to aquatic organisms through pesticides.     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品对4种本土水生生物的生态毒性

本文选择了紫背浮萍、四尾栅藻、蚤状溞和稀有鮈鲫4种本土水生生物,开展了阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂4种全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品的安全性评估,为筛选理想PFOS化学替代品提供科学依据。急性毒性结果发现阳离子表面活性剂对4种水生生物均未显示出急性毒性;织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对蚤状溞的LC50值分别为17.97、64.61和85.58 mg·L-1,显示出低的急性毒性。另外,织物三防整理剂对四尾栅藻的半数抑制浓度(EC50)值为88.32 mg·L-1,而对稀有鮈鲫半致死浓度(LC50)值为14.79 mg·L-1,均存在急性毒性。短期生长抑制试验结果发现阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对稀有鮈鲫生长抑制最低可见效应浓度(LOEC)值分别为20、1.5、100和50 mg·L-1,表明4种PFOS替代品均显示低慢性毒性。急慢性综合分析可知C4和C6三防整理剂相对较安全,可能成为理想的PFOS替代品。     

十溴二苯乙烷对草鱼幼鱼肝脏和肌肉组织氧化应激效应的影响

十溴二苯乙烷(DBDPE)是目前在全球范围内广泛使用的新型溴代阻燃剂,其环境风险已引起广泛关注,但目前仍缺乏针对水生生物的毒性研究数据。作者通过饲料中添加十溴二苯乙烷暴露的方式对草鱼幼鱼进行长期暴露实验,研究500、1 000和3 000 mg·kg~(-1)三个饲料添加剂量暴露组和1个对照组长期暴露对草鱼幼鱼肝脏和肌肉组织中氧化应激酶(SOD、CAT和GSH-PX)活性和抗氧化物质(GSH)含量的影响。结果显示:暴露8周后,随着DBDPE暴露水平的升高,草鱼幼鱼肝脏组织中氧化应激酶(SOD、CAT和GSH-PX)和抗氧化物质(GSH)均表现出低浓度诱导及高浓度抑制的效应。500和1 000 mg·kg~(-1)剂量组草鱼幼鱼肝脏组织中SOD、CAT和GSH-PX活性和GSH含量均显著高于对照组(P0.05),且均在500 mg·kg~(-1)剂量组达到最高。3 000 mg·kg~(-1)剂量组SOD、CAT和GSH-PX活性和GSH含量低于500和1 000 mg·kg~(-1)暴露组,但与对照组无显著性差异(P0.05)。草鱼幼鱼肌肉组织中氧化应激酶活性变化甚微,3个浓度剂量组肌肉组织中SOD、CAT活性和GSH含量以及500 mg·kg~(-1)剂量组GSH-PX活性与对照组均无显著性差异(P0.05)。研究成果表明DBDPE暴露影响草鱼幼鱼肝脏组织的抗氧化防御系统,可以诱导草鱼幼鱼产生氧化应激效应。