短链氯化石蜡暴露对HepG2细胞代谢的影响

短链氯化石蜡(short-chain chlorinated paraffins,SCCPs)是一组成分复杂的氯代正构烷烃,在环境中普遍存在。然而有关其毒性机理的信息十分有限,限制了对其健康风险的评估。本研究采用液相色谱–串联质谱(LC-MS/MS)分析技术,研究了不同剂量的SCCPs暴露(0、1.0、10.0和100.0μg·L-1;C13-CPs;55.0%Cl)对人体肝癌细胞Hep G2的糖代谢、氨基酸代谢和脂肪酸代谢的影响。通过偏最小二乘判别分析(PLS-DA)鉴别各组代谢产物谱差异,发现3个SCCPs暴露剂量组均能够与对照组完全分开,表明SCCPs短期暴露能够引起细胞代谢活动的显著改变。SCCPs的低剂量暴露可明显刺激Hep G2细胞对氨基酸的吸收。与对照组相比,SCCPs低剂量暴露组(1.0μg·L-1)培养基中谷氨酰胺、色氨酸和丝氨酸的含量显著(P0.05)降低。而高剂量SCCPs(100.0μg·L-1)暴露抑制了细胞对氨基酸和葡萄糖吸收,但促进了乳酸、丙氨酸、半胱氨酸的生成。氨基酸吸收的抑制不可避免地会影响蛋白质的合成。同时,SCCPs的暴露使饱和脂肪酸代谢紊乱,使不饱和脂肪酸水平上调。为确定SCCPs的毒性作用方式,有必要从转录组和蛋白组层面进一步研究其毒性机制。     

短、中、长链氯化石蜡暴露对细胞代谢影响的比较研究

氯化石蜡(chlorinated paraffins,CPs)在中国大量生产和使用,导致其在环境介质中的含量较高.采用拟靶向代谢组学技术,比较研究了短、中和长链氯化石蜡在人体内暴露水平下(100μg·L-1)对HepG2细胞代谢的影响.结果表明,短、中和长链氯化石蜡暴露引起了HepG2细胞增殖活力的降低与代谢活动的显著...     

短、中、长链氯化石蜡暴露对细胞代谢影响的比较研究

氯化石蜡(chlorinated paraffins, CPs)在中国大量生产和使用,导致其在环境介质中的含量较高。采用拟靶向代谢组学技术,比较研究了短、中和长链氯化石蜡在人体内暴露水平下(100 μg·L^-1)对HepG2细胞代谢的影响。结果表明,短、中和长链氯化石蜡暴露引起了HepG2细胞增殖活力的降低与代谢活动的显著变化。短链氯化石蜡(SCCPs)暴露对细胞代谢的影响强度略高于中链氯化石蜡(MCCPs)和长链氯化石蜡(LCCPs)。3种氯化石蜡均显著扰乱了脂质代谢,且影响程度相近。显著受影响的代谢通路包括：甘油磷脂代谢、亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢、花生四烯酸代谢和鞘磷脂代谢。同时,3种氯化石蜡暴露也显著扰乱了甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成,牛磺酸和亚牛磺酸代谢;此外,LCCPs还扰乱了苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成通路。相比于SCCPs和MCCPs,LCCPs对氨基酸代谢表现出更强的干扰效应。     

六溴环十二烷(HBCD)对人肝癌细胞HepG2的细胞毒性及机制

为研究六溴环十二烷(Hexabromoeyelododecane, HBCD)对人肝癌细胞HepG2的毒性效应及机制,设3个不同剂量HBCD试验组(10、15、20μg·mL-1)和溶剂对照组、阴性对照组及阳性对照组,将HepG2细胞处理24、48、72 h后,用MTT(3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazolium bromide)法检测细胞毒性;24 h后采用胞质分裂阻断法测定微核率;另在24 h后用细胞内2,7-二氢二氯荧光素(2',7'-dichlorofluorescin diacetate, DCFH-DA)法测定细胞内活性氧(Reactive oxygen species, ROS)的浓度.实验显示,HBCD对HepG2细胞有毒性效应,且存在一定的时间和剂量效应,并导致HepG2细胞的微核率和活性氧的浓度增高.研究表明,HBCD对HepG2细胞有明显的细胞毒性.     

白腐真菌对土壤中多环芳烃(PAHs)降解的研究

研究白腐真菌对多环芳烃(PAHs)的降解,结果表明,温度、培养基、氧气浓度、水土比对PAHs的降解均有影响.温度为25℃、营养液为查氏培养基、通气量为60L·d-1、水土比为5：1为最优水平组合.对降解不同时期各种因素的重要性及其最优水平的分析表明,各种影响因素在降解实验的不同阶段的影响程度不同,降解实验初期,培养基是最重要的影响因素,而氧气在整个实验中均为重要的影响因素.     

表面活性剂对土壤中多环芳烃(PAHs)纵向迁移的影响

选取山东省分布较广的3种类型土壤（潮土、褐土和棕壤）为研究对象,采用室内土柱淋滤实验,模拟多环芳烃（PAHs）在土壤中纵向迁移的过程.选用生物表面活性剂鼠李糖脂和非离子表面活性剂TX-100分别对3种土壤进行淋滤实验,分析淋滤后较清洁土层PAHs的含量和组成.结果表明,3种类型土壤中,潮土最有利于土壤中PAHs的纵向迁移,褐土和棕壤无显著差异（P>0.05）;不同淋滤处理下,PAHs均主要富集在土柱表层,占39.00%—60.00%;有无表面活性剂的添加,低环PAHs均较易向下迁移,在污染土壤中的残留率为14.33%—38.52%;不添加表面活性剂条件下高环PAHs在污染土中残留率较高,为79.67%—92.47%,在鼠李糖脂3倍（3 CMC）和TX-100 2倍（2 CMC）临界胶束浓度条件下淋滤效果有明显提高,污染土中高环PAHs残留率与去离子水淋滤时相比降低28.95%—35.31%;相同临界胶束浓度下,TX-100处理后PAHs淋滤率高于鼠李糖脂,淋滤效果更好.     

离子液体[Bmim]Cl对HepG2细胞糖代谢的影响

离子液体是一类广泛用于生产、科研的有机溶剂,其生物毒性已被验证,然而在非致死浓度下离子液体对于生物体的潜在影响还有待研究。为探究离子液体对糖代谢的影响,选取人体肝癌细胞HepG2为受试对象进行体外实验,研究一种常用的咪唑类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）对HepG2细胞糖代谢的影响。结果表明,[Bmim]Cl暴露会导致HepG2细胞对胞外葡萄糖的吸收显著降低,减少胞内的糖原含量,同时也会抑制细胞活性诱导细胞凋亡,细胞存活率最高下降57%。RT-qPCR结果表明,[Bmim]Cl暴露后,HepG2细胞中糖原分解的重要基因糖原磷酸化酶（PYGL）的表达上调,而调控糖原合成的重要基因糖原合酶2（GYS2）的基因表达在中、低浓度暴露后受到了抑制。此外,葡萄糖转运、糖酵解、糖异生和TCA循环的相关基因在不同的暴露浓度下也出现了不同程度的变化。综上所述,[Bmim]Cl暴露会影响HepG2细胞对胞外葡萄糖的吸收,影响胞内糖原的合成和分解,促进糖酵解,抑制糖异生。高浓度的[Bmim]Cl暴露会引起HepG2细胞的糖代谢紊乱。     

2,3,7,8-TCDD的短期暴露对HepG2肝癌细胞内小分子代谢产物的影响

为了研究二恶英对细胞的代谢毒性,探究其肝毒性的作用机制,以二恶英中毒性最强的2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二恶英(TCDD)为代表污染物,以HepG2肝癌细胞为受试对象,采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法和高效液相色谱/串联质谱法考察了TC-DD的24h暴露对HepG2细胞的增殖活性以及细胞的葡萄糖、氨基酸、尿素和甘油等小分子代谢物的影响。结果显示,短暂的TCDD暴露对HepG2细胞的增殖活性无显著影响。24h的TCDD暴露对细胞的葡萄糖消耗量无显著影响,但当TCDD浓度增至1nmol·L-1时,葡萄糖的消耗量表现出一定的降低趋势。0.01nmol·L-1TCDD就会使细胞脯氨酸和谷氨酸的合成能力下降,且谷氨酸的变化表现出明显的剂量-效应关系;TCDD可刺激细胞对缬氨酸、苏氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸以及亮氨酸与异亮氨酸的吸收,并具有明显的浓度依赖性。随着TCDD浓度的增加,甘油和尿素产生量的降低趋势逐渐明显,1nmol·L-1TCDD处理24h后,甘油和尿素的产生量仅为对照组的1%和18%。研究表明,TCDD在短时间内使HepG2细胞内的一系列小分子代谢产物发生了不同程度的改变,且呈现出一定的剂量-效应关系。可见,TCDD可通过干扰HepG2肝癌细胞的代谢过程产生毒性。     

微囊藻毒素对束丝藻细胞生长和抗氧化系统的影响

为从活性氧(ROS)角度探讨微囊藻毒素(MC)导致藻类细胞死亡的机理及揭示藻细胞对MC诱发的氧化胁迫的响应机制,采用50和500μg·L-1的微囊藻毒素LR(MC-LR)处理束丝藻(Aphanizomenon sp. DC01)细胞,测定了细胞生长、细胞内活性氧(ROS)含量及抗氧化系统的变化.结果表明,50μg·L-1的MC-LR处理对藻细胞的生长无显著影响,而500μg·L-1的MC-LR处理可诱导藻细胞死亡.50μg·L-1的MC-LR处理的藻细胞ROS含量在处理第2d显著高于对照;但藻细胞能通过还原型谷胱甘肽(GSH)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性改变修复氧化损伤,使ROS水平在处理第3d恢复到对照水平.500μg·L-1的MC-LR处理可显著降低藻细胞GSH含量和SOD与GPX活性,刺激藻细胞生成过量的ROS;ROS在毒素处理4d后突然暴发,过量的ROS引起膜质过氧化,并最终导致藻细胞死亡。     

低浓度铅暴露对鲫鱼肝脏抗氧化系统的影响

研究了鲫鱼幼体(Carassius auratus在低浓度铅的长期(40d)暴露实验中, 鲫鱼抗氧化系统所产生的生理生化反应。结果表明, 在本实验的剂量范围内, 铅对鲫鱼肝脏内过氧化氢酶(CAT)超氧化物歧化酶(SOD)的活性(在暴露浓度达到0.2mg·l-1时)表现为诱导作用;而铅对谷胱甘肽硫转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性在低浓度时(0.01mg·l-1)被抑制, 其中暴露浓度在0.2mg·l-1时GSH-Px被进一步抑制。在实验范围内, GSH含量无明显变化。另外, 对于低浓度铅的长期暴露,鲫鱼肝脏中的GST和GSH-Px较CAT和SOD敏感, 可考虑作为水生生态系统中铅低浓度长期暴露的一种生物检测指标。     

微塑料联合MEHP抑制SIRT3/SOD2诱导肝细胞线粒体损伤和氧化应激

微塑料(microplastics, MPs)常与多种塑料相关产品共同暴露损害人体健康。邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(di-2-ethylhexyl phthalate, DEHP)是常见的塑化剂,其主要代谢物为邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯(mono-2-ethylhexyl phthalate, MEHP)。MPs与MEHP进入机体后均在肝脏蓄积,因此研究MPs与MEHP的联合暴露对肝脏的毒性效应及潜在机制具有重要意义。本研究采用聚苯乙烯微塑料(polystyrene microplastics, PS-MPs)和MEHP单独及二者联合处理HepG2细胞,检测细胞活力、活性氧水平、线粒体膜电位、COXⅠ、COXⅢ、SIRT3和SOD2的蛋白表达水平。结果表明,PS-MPs和MEHP单独暴露均引起活性氧生成增加、线粒体膜电位降低。PS-MPs单独暴露也导致COXⅠ与COXⅢ蛋白表达水平降低。两者联合暴露时上述有害作用更为显著,为协同效应。进一步的分子机制研究表明,PS-MPs下调了SIRT3和SOD2蛋白表达,MEHP下调了SIRT3蛋白表达,而PS-MPs和MEHP联合暴露对SIRT3和SOD2的蛋白表达的影响表现为协同效应。综上所述,PS-MPs和MEHP联合暴露导致HepG2细胞氧化应激和线粒体损伤,其分子机制与抑制SIRT3/SOD2信号通路有关。     

毒死蜱和苯醚甲环唑联合暴露诱导小鼠精原细胞凋亡

现代农业生产中为有效防治病虫害、保证农产品质量,多种农药混用现象突出。毒死蜱、苯醚甲环唑都是广泛使用的农药,现有研究证明这2种农药单独暴露对小鼠生殖系统具有毒性作用,但目前对二者联合暴露机制的研究较少。为了研究毒死蜱和苯醚甲环唑联合暴露对小鼠精原细胞的毒性作用及机制,先将GC-1细胞分别暴露于不同浓度的毒死蜱和苯醚甲环唑24 h,通过测定细胞活力,确定2种农药的半抑制浓度(IC₅₀)值。以2种药物的IC₅₀浓度进行单独和联合暴露,测定其活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)指标水平,分析暴露后细胞线粒体膜电位和细胞凋亡等变化;通过Western blot检测凋亡相关蛋白Cleaved-Caspase3、Cleaved-PARP和Bax的表达。结果表明,毒死蜱和苯醚甲环唑暴露导致GC-1细胞形态发生明显改变、存活率显著降低,毒死蜱和苯醚甲环唑的IC₅₀分别为158.5 μmol·L^-1和89.57 μmol·L^-1。与对照组相比,联合暴露组细胞内ROS含量和MDA含量明显增加,而SOD活性和GSH含量明显降低,引起细胞显著的氧化应激。联合暴露组中Cleaved-PARP、Cleaved-Caspase3和Bax蛋白表达水平显著提高。毒死蜱、苯醚甲环唑联合暴露对细胞毒性的影响明显高于其单独暴露组,导致GC-1细胞存活率降低并改变细胞形态,引起细胞氧化应激,线粒体膜电位下降,凋亡相关基因和蛋白的表达水平升高,最终诱导细胞凋亡。     

AzaC预处理增加TCDD对特殊细胞P450基因的诱导

利用RT-PCR检测不同物质诱导细胞的CYP基因 mRNA的表达水平.在HepG2细胞,TCDD能诱导CYP1A1、CYP1B1及CYP1A2基因表达,CYP1A1、CYP1B1基因比CYP1A2基因更容易被诱导,用AzaC处理后CYP1B1基因表达无改变;在A549细胞和SPC-A1细胞,Azac预处理后增加了TCDD对CYP1家族的诱导.也就是AzaC增加了CYP1A1、CYP1A2和CYP1B1基因表达水平.图1表1参10     

表没食子儿茶素没食子酸酯对四氯苯醌细胞毒性的保护作用研究

四氯苯醌(TCBQ)是高毒致癌化合物,而表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是茶叶中主要的茶多酚活性成分.利用人肝癌细胞系HepG2细胞,通过细胞存活率MTT毒性实验,探讨EGCG是否能解除TCBQ的毒性作用.实验结果表明,低浓度(5～40 μmol· L-1)的EGCG对TCBQ(200μmol·L-1)导致的细胞毒性有一定的缓解作用.此保护与EGCG和TCBQ之间的直接相互作用有关,紫外吸收光谱及高效液相色谱分析的实验结果表明EGCG降低TCBQ毒性的原因可能是其促使TCBQ还原为四氯氢醌TCHQ,并延缓了TCHQ的自氧化过程.     

兰州地区人群对多环芳烃的暴露及健康风险评价

采用多介质-多途径暴露模型,评价兰州地区居民暴露于多环芳烃的健康风险,分析风险来源、暴露介质及暴露途径,并结合蒙特卡罗方法分析研究过程中的不确定性。结果表明,兰州地区居民中男性和女性对环境中多环芳烃的终身日平均暴露量分别为4.55×10-4和5.07×10-4mg.kg-1.d-1。暴露途径中食物摄取是最主要途径,食物中贡献较大的为谷物。相应的男性和女性的健康风险度分别为4.12×10-5.a-1和4.80×10-5.a-1,兰州地区多环芳烃类污染物居民人体健康风险度远远高于可接受健康风险度的标准。兰州地区女性对多环芳烃的暴露量高于男性,女性健康风险平均值亦远远高于EPA标准值,兰州地区女性乳腺癌发病率较高可能与长时间低剂量多环芳烃暴露有一定的关系。兰州地区多环芳烃人群暴露与天津和北京相比存在一定的差异。     

上海市居民暴露于多环芳烃的健康风险评价

为研究上海市多环芳烃类有机污染物对人体产生的潜在健康危害风险,结合上海市人群状况,采用多介质-多途径暴露模型,评价上海市居民暴露于多环芳烃的暴露量及由此导致的健康风险,分析不同环境介质、暴露介质及暴露途径的风险贡献率,并结合蒙特卡罗方法分析研究过程中的不确定性。在实际评价时,根据上海市的实际情况,我们选用了部分美国环保局推荐参数,剩余的评价参数根据国内的相关文献,我们进行了修正,以使暴露模型更较好的接近上海市真实暴露场景,提高模拟的准确度和精密度。结果表明：儿童、青少年和成人对16种PAH化合物（PAH16）的日均暴露量分别为1.27×10-3、8.90×10-4、7.49×10-4 mg·kg-1·d-1,主要暴露途径是膳食暴露,此外呼吸暴露也占有一定的比重,皮肤暴露作用很小。膳食暴露中对总暴露贡献最大的食品是粮食、肉类、鱼类。高环化合物主要来自肉类和鱼类。2环、3环、4环、5环和6环化合物对总暴露谱的贡献依次减少。健康风险评价结果表明,上海市儿童、青少年和成人由于 PAHs 暴露引起的平均致癌风险为7.20×10-6、6.13×10-6、4.44×10-6 a-1,上海市多环芳烃类污染物居民人体健康风险度高于可接受健康风险度标准。上海市女性对多环芳烃的暴露量高于男性,女性健康风险平均值亦高于EPA标准值。上海市多环芳烃人群暴露与天津、北京和兰州相比存在一定的差异。各项参数中,粮食、蔬菜摄食量和相应的多环芳烃（PAHs）残留浓度是影响暴露的重要因素。通过蒙特卡罗模拟得到各年龄段人群对多环芳烃（PAHs）的日均暴露量的分布特征,各输出变量均服从对数正态分布。     

我国10城市冬季大气颗粒物中多环芳烃污染及呼吸暴露风险评价

大气中颗粒物和多环芳烃对环境与人体健康危害较大,已引起社会各界的广泛关注。以我国10个城市2013年12月和2014年1月大气中空气动力学直径小于10μm的颗粒物(PM10)为研究对象,采用硅胶-氧化铝层析柱净化分离、气质联用仪分析的方法测定了27种多环芳烃(PAHs)的浓度水平,分析其谱分布及空间分布,并通过呼吸暴露途径估算了癌症病发增量(ILCRs)和人群归因危险度百分比(PAF)。结果表明,27种物质的总浓度为13.72~2 002 ng·m-3;在10个城市中晋中总浓度最高,厦门最低。PAHs空间污染水平呈现北方高于南方、东部沿海城市浓度相对较低的趋势。温度与总浓度有相关性。在27种PAHs中,占主导地位的单体为荧蒽(FLA,7.56%~19.8%),芘(PYR,6.72%~13.8%),艹屈(CHR,12.8%~19.6%)和苯并(k)荧蒽(Bk F,8.59%~15.5%),4者占到多环芳烃总浓度的42.1%~64.3%。根据研究区域苯并[a]芘(Ba P)人口加权浓度估算ILCRs范围为8.94×10-6~4.77×10-4,据此计算的PAFs为0.487%~13.2%,均值为3.44%,高于全国平均水平1.6%。上述研究结果为大气颗粒物中PAHs的研究提供重要的数据基础。