不同浓度甲醛致大鼠肝细胞DNA氧化损伤作用

为了探讨外源性化合物暴露致内脏细胞DNA氧化损伤程度的定量检测方法,尝试以8\|羟基脱氧鸟苷（8-hydroxy-2′-deoxyguanosine, 8-OHdG）为分子生物标志物,以甲醛为模式外源性化合物,以丙二醛（malondialdehyde, MDA）为参考指标,应用大鼠肝细胞悬液进行体外染毒实验研究.同时,实验设置甲醛染毒的终浓度分别为0、5、15、45μmol· L-1,在大鼠肝细胞悬液染毒1h后,分别测量了肝细胞悬液中的8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）和丙二醛（MDA）含量.研究结果显示,随着甲醛浓度升高,大鼠肝细胞中8-OHdG和MDA含量均呈升高趋势（F=59.55,p<0.01;F=75.82,p<0.01）,高浓度组（45μmol·L-1）8-OHdG和MDA含量与对照组的差异均具有显著性（p<0.01）,中浓度组（15μmol·L-1）的这种差别也具有显著性（p<0.05, p<0.01）,低浓度组（5μmol·L-1）的这种差异没有显著性（p>0.05）.因此,8-OHdG不但可以用于血液和尿液样品的检测,而且采用本项研究摸索出的前处理方法可以很好地定量测定内脏细胞DNA氧化损伤的程度.     

乙醛对脱氧核糖核酸分子的损伤作用

应用单细胞凝胶电泳技术和液相色谱-电化学检测法研究了典型环境污染物乙醛对脱氧核糖核酸(DNA)分子的损伤效应.结果表明:乙醛不仅可诱导人外周血淋巴细胞DNA发生链断裂,还可引起DNA-DNA,DNA-蛋白质交联;乙醛与小牛胸腺DNA的体外作用较弱,但在铁离子介导下对DNA的氧化能力增强,可产生一定量的8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)加合物;动物实验表明,乙醛诱导大鼠肺组织DNA氧化损伤生成8-OHdG, 提示乙醛具有潜在遗传毒性,可能与引起DNA交联及氧化有关.     

甲醛致核酸损伤作用的实验研究

应用单细胞凝胶电泳技术(SCGE)和液相色谱-电化学检测法(HPLC-EC)研究了典型环境污染物甲醛对DNA分子的损伤效应．结果表明：甲醛不仅可诱导人外周血淋巴细胞DNA发生链断裂,还可引起DNA-DNA,DNA-蛋白质交联;甲醛与小牛胸腺DNA的体外作用较弱,但在铁离子介导下对DNA的氧化能力增强,可产生一定量的8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)加合物：动物实验表明甲醛诱导大鼠肺组织DNA氧化损伤生成8-OHdG,提示甲醛较强的遗传毒性．     

中国地下水砷健康风险评价

以皮肤癌、膀胱癌、肺癌及联合毒性(膀胱癌和肺癌联合)为毒性终点,结合我国地下水砷浓度分布,评价了我国人群暴露于地下水砷的健康风险.研究表明我国各地地下水砷浓度几何均值为1.597~6.216μg/L,经面积校正后,全国地下水砷浓度几何均值为2.773μg/L.计算表明,我国男性人群日均暴露量几何均值为0.088μg/(kg bw·d),女性人群日均暴露量几何均值为0.093μg/(kg bw·d).基于此,全国男性由地下水中砷暴露带来的皮肤癌、肺癌、膀胱癌风险期望值分别为1.32×10~(-4),5.88×10~(-4)和9.83×10~(-4),男性膀胱癌和肺癌的联合风险期望值为1.48×10~(-3);全国女性由地下水中砷暴露引起的皮肤癌、肺癌和膀胱癌风险期望值分别为1.35×10~(-4),1.49×10~(-3)和9.42×10~(-4),女性膀胱癌和肺癌的联合风险期望值为2.31×10~(-3),女性风险均高于男性.大部分地区皮肤癌致癌风险在饮用水砷可接受风险水平10-4范围之内,而大部分肺癌、膀胱癌及其联合致癌风险值均超出了可接受风险水平.     

中国饮用水中砷的分布特征及基于伤残调整寿命年的健康风险评价

砷的长期暴露可造成多种器官功能性损伤甚至死亡,掌握其在水中分布特点和潜在风险对防控水源性砷造成人体健康危害有重要意义.基于2000～2022年已发表数据,采用文献计量学方法,在全国尺度范围内系统分析我国饮用水砷污染的地理分布特征,并以表征疾病负担的伤残调整寿命年(DALYs)为量化指标评价因饮用水中砷暴露导致的健康风险.结果表明,我国饮用水中砷的浓度平均值为(2.88±0.33)μg·L^-1,低于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)限值(10μg·L^-1);分布表现为北方高于南方,农村地区高于城市,个别省份(山西、内蒙古和宁夏)仍存在超标现象.饮用水砷造成的健康风险大小整体为1.63×10^-6DALYs·(人·a)^-1,高于WHO《饮用水水质准则》推荐的风险参考水平[1.0×10^-6 DALYs·(人·a)^-1];在六大地理区域风险大小排序为：华北>东北>中南>西北>西南>华东.水砷暴露导致皮肤癌(2 905.2...     

中国河套地区的重金属污染与人群砷中毒

中国北方河套地区土壤、水中的砷及其它重金属元素导致人群井水砷中毒.该区井水砷中毒发病范围涉及7个旗县(五原县、杭锦后旗、乌拉特前旗、乌拉特后旗、临河市、磴口县、阿拉善左旗)的约6100km2地域,受威胁人数达18万.然而,有关井水中砷的来源的专门研究工作开展得很少,本文基于对该区重金属元素在土壤、潜水中的分布特征研究,对其成因进行探索.结果显示,砷在潜水中的平均含量为0.483μg/g,在土壤中为13.74μg/g.这些含量水平显著高于世界卫生组织推荐(1984年)的0.05μg/g饮水砷含量标准及当地土壤的砷背景含量(5.20μg/g).在污染区土壤及潜水中的重金属含量随离开上游阴山山前范围的距离增大而递减.区内潜水中的铅、锶同位素含量比值与上游矿区水中的铅、锶同位素比值紧密关联,土壤中的铅、锶同位素含量比值变化特征与人群中毒区土壤及潜水中的砷含量变化相应.数据揭示,污染物起源于位于河套地区上游的阴山山前矿业区.     

基于概率方法的中国居民饮水途径砷暴露健康风险评估

通过文献调研收集我国3类主要饮用水类型的总砷浓度.通过回归模型获得不同年龄段人群饮水暴露参数分布模式.基于概率方法评价不同水体和不同人群由于砷暴露造成的致癌风险和非致癌风险.结果发现,全国各类水体的总砷浓度几何均值为（13.0±38.1）μg·L^-1.其中饮用水中的最高砷浓度出现在内蒙古,广西和山西饮用水中也有较高总砷检出.与相关标准中的砷浓度标准相比,未经处理的井水和未经处理的地表水源水超标的概率分别为23.2%和18.4%.非致癌风险评估发现,井水和地表水源水饮用人群超过单日暴露剂量阈值的概率分别为24.0%和19.5%.致癌风险评估发现,我国全人群终生饮水砷摄入导致的致癌风险（LCR）中位数为3.22×10^-5,处于可接受水平.其中18~45岁人群有最大的风险贡献,LCR中位数为1.37×10^-5.井水和地表水源水饮用人群LCR仍有一定概率超过美国环保署（US EPA）规定的严重风险水平.综上所述,我国居民存在潜在的饮用水砷暴露健康风险,需要进一步加强饮用水砷污染控制以降低砷引发的健康风险和保障饮水安全.同时建议加强风险阈值研究以期真实反映砷暴露风险,为保护居民健康提供科学依据.     

砷暴露对小鼠葡萄糖稳态的影响

通过饮水亚砷酸钠(NaAsO_2)暴露,研究了砷对小鼠葡萄糖稳态的影响及相关作用机制.结果发现,C57BL/6小鼠经饮水暴露5、50mg·L~(-1)As 6个月,每月空腹血糖和1~4个月内葡萄糖耐量与对照组无明显变化.砷暴露5、6个月导致葡萄糖耐量受损且具有剂量和时间依赖性,与此同时,血清丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)活性在5 mg·L~(-1)As组无明显改变,但50 mg·L~(-1)As组显著高于对照组;苏木精和伊红(HE)染色观察到砷暴露组小鼠肝脏结构损伤,炎性细胞浸润.此外,砷暴露组肝脏中促炎症因子肿瘤坏死因子(TNF-α)mRNA水平显著上升,胰岛素受体底物(IRS2)和葡萄糖转运蛋白(GLUT2)mRNA转录水平下降,高剂量砷组基因表达的增减幅度较大.研究结果表明,长期砷暴露会引发实验动物葡萄糖耐量受损、肝脏功能和结构损伤,葡萄糖耐量受损可能与砷暴露组胰岛素受体后信号转导障碍和肝脏葡萄糖转运异常有关.     

不同形态的砷水生生物基准探讨及在辽河流域的初步应用

有毒元素砷在我国各流域分布广泛,主要包括三价和五价两种价态,其毒性差别很大,目前我国缺乏本土的砷水质基准研究,而国外的砷水质基准多以总砷表示,科学性有待商榷.因此,本文分别搜集了三价砷、五价砷和总砷对我国本土水生生物的毒性数据,共获得三价砷12属12种,五价砷18种23属,以及总砷25属29种的合格数据.利用美国环保局推荐的物种敏感度排序法,通过数据分析得出,三价砷的急性和慢性基准阈值分别为84.26μg·L-1和56.55μg·L-1,五价砷的急性和慢性基准阈值分别为1171μg·L-1和633.3μg·L-1,总砷的急性和慢性基准阈值分别为264.4μg·L-1和150.7μg·L-1;总砷的基准阈值与美国现行砷基准值相当,而五价砷基准阈值与三价砷基准阈值体现出数量级的差异,因此,需要分价态考虑砷基准的制定.基于推算的砷基准阈值,用商值法评价了辽河流域枯水期总砷暴露的生态风险.检测结果表明,辽河的总砷暴露浓度范围在2.6~82.4μg·L-1之间,全部位点均无风险,但西辽河段上游支流两点位的砷浓度分别超出三价砷慢性基准阈值的1.20和1.45倍,表明可能存在潜在的砷暴露风险.     

氯氰菊酯对小鼠肾组织的氧化损伤

以昆明小鼠为受试动物,随机分为6组,包括1个阴性对照组、3个氯氰菊酯染毒组、1个维生素E组和1个高剂量氯氰菊酯加维生素E组,染毒组按10,20,40mg/kg水平,维生素E的剂量为100mg/kg,灌胃染毒小鼠7d.以肾组织匀浆测定活性氧(ROS)、还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)和8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)的含量;以肾组织细胞测定DNA-蛋白质交联(DPC)系数.随着氯氰菊酯染毒剂量的升高,肾组织的ROS、MDA、8-OHdG含量和DPC系数逐渐上升,GSH含量逐渐降低,各指标呈一定的剂量-效应关系.染毒剂量为20mg/kg时,MDA和8-OHdG含量差异有统计学意义(P< 0.05);染毒剂量为40mg/kg时, ROS(F=3.7044)、GSH(F=3.4908)、MDA(F=3.5851)、8-OHdG含量(F=11.7934)和DPC系数(F=6.9165)差异均有统计学意义(P< 0.05, P< 0.01).病理学观察可见20,40mg/kg剂量组小鼠肾小球增生肥大,肾小管上皮细胞水肿,管腔变小.与高剂量染毒组相比较,高剂量染毒加维生素E组肾组织的ROS、MDA含量、8-OHdG含量和DPC系数均有下降,GSH含量上升(P< 0.05, P< 0.01).高剂量(320mg/kg)的氯氰菊酯能造成小鼠肾组织的氧化损伤,维生素E有抗氧化作用.     

DNA加合物8-氢基脱氧鸟苷特性研究

作为DNA氧化损伤的生物学标志物，8-羟基脱氧鸟苷（8-OH-dG）的特性研究，对稳定、灵敏、准确地定量8-OH-dG，进而研究有毒化学物质对生物体内的氧化损伤很重要，该文研究了氧化损伤DNA中8-OH-dG的分析、水解、储存、稳定性等方面的问题，采用Fenton型产羟自由基系统如螯合剂Fe^2 -H2O2为氧化源，与脱氧鸟苷和小牛胸腺DNA反应，生成的8-OH-dG用高压液相色谱-电化学法检测，并对8-OH-dG的分析条件进行优化，该法最低检出限为32fmol，比光学吸收法高2～3个数量级，线性范围可高达4个数量级，从0.32pmol到3.2nmol，相关系数0.9996。并对酶水解DNA的条件、储存酸度、中性偏酸的缓冲液中损失较少，其形成与所处介质环境有关，在氧化源存在或有氧环境中一定时间内有积累作用，添加抗氧化剂等干预措施后，能灵敏而稳定地对DNA中的8-OH-dG进行测定。     

标准石英粉尘及青石棉直接诱导8-羟基脱氧鸟苷加合物形成的研究

应用液相色谱结合电化学检测技术，研究了标准石英粉尘和青石棉体外诱导DNA分子氧化损伤产生加合物8－羟基脱氧鸟苷的形成与机制。结果表明，石英粉尘和青石棉均可致DNA分子氧化损伤并形成8－羧基脱氧鸟苷，但青石棉作用强于石英粉尘；石英粉尘的青石棉对H2O2氧化DNA的催化能力有较大差异。标准石英粉尘和青石棉，具有直接的遗传毒性；两者诱导DNA分子形成强致突变的8－羧基鸟苷可能是其潜在致癌机制之一。     

兰州市大气PM10健康影响效应的可预报性探讨

使用质粒DNA评价法研究了兰州市大气PM₁₀对质粒DNA的氧化性损伤能力及其与ρ(PM₁₀₎、采样期间的风速、相对湿度等气象要素之间的关系.结果表明:兰州市大部分PM₁₀对质粒DNA的氧化性损伤能力与ρ(PM₁₀₎呈正相关.兰州市PM₁₀全样对质粒DNA的氧化性损伤能力与采样期间的相对湿度和平均风速分别呈正相关和负相关,相关系数分别为0.531和-0.673.通过分析PM₁₀对质粒DNA的氧化性损伤原因可知,PM₁₀对人体健康的影响效应可用便于预报的ρ(PM₁₀₎、气象要素(相对湿度和风速等)等进行表征,即其可能具有可预报性.      

镉致黑斑蛙肝脏中ROS生成及其蛋白质氧化损伤作用

在实验条件下,将健康性成熟黑斑蛙(Rana nigromaculata)暴露于0.005、0.010、0.050和0.100mg·L-1浓度的镉溶液中30d,采用2,4二硝基苯肼比色法测定肝组织蛋白质羰基含量,KCl-SDS沉淀法测定DNA-蛋白质交联含量,并测定了肝组织中活性氧自由基(ROS)的水平,以探讨镉对黑斑蛙肝组织蛋白质的氧化损伤作用及其作用机制.结果表明,随染镉浓度的增加,黑斑蛙肝线粒体中的ROS水平明显升高,各染毒组与对照组相比有显著性差异;肝蛋白质羰基(PCO)含量和DNA-蛋白质交联(DPC)也随镉暴露浓度的增加而升高,且均呈明显的浓度-效应关系,但这种升高仅在镉浓度为0.05、0.10mg.L-1时才具有显著意义.结果还显示,低浓度镉的长期暴露可引起黑斑蛙肝蛋白质氧化损伤和DNA损伤,诱导产生大量自由基可能是导致蛋白质和DNA产生损伤的主要机制之一.     

饮水型砷暴露对小鼠多系统脏器的毒性作用

为揭示饮水型砷暴露对机体的毒性,系统研究了砷摄入对实验动物基础生理和多系统脏器的毒性损伤作用.选雄性ICR小鼠为受试动物,以自由饮用含砷10 mg·L^-1的水溶液进行染毒,连续染毒60 d后检测发现,饮水砷暴露对小鼠一般体征和体重无显著影响,肝脏脏器系数显著降低,心脏、肺脏、肾脏和睾丸脏器系数降低,但无统计学意义.砷染毒组血清谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）活性显著升高,总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）含量显著升高,高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）含量显著降低,低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）含量显著升高;肝脏、小肠、心脏、肺脏、肾脏和睾丸组织中还原型谷胱甘肽（GSH）含量和超氧化物歧化酶（T-SOD）活性显著降低,过氧化氢（H₂O₂）和丙二醛（MDA）含量显著升高,并出现程度不同的组织形态结构损伤.研究结果表明,饮水砷暴露可诱发实验小鼠肝脏功能异常、生理代谢紊乱,导致消化系统、循环系统、呼吸系统、泌尿系统与生殖系统等多系统脏器组织的氧化损伤和结构病变,砷暴露对机体的毒性作用存在组织器官差异性,对肝脏的损伤较严重.     

Arsenic species analysis in porewaters and sediments using hydride generation atomic fluorescence spectrometry

It was observed that the atomic fluorescence emission due to signal during the determination of As（Ⅲ） in the mixture of As（Ⅲ） and As（V） could has a 10% to 40% of fluorescence emission As（V）. Besides, interferes from heavy metals such as Pb（Ⅱ）, Cu（Ⅱ） can cause severe increase of the signals as compared to the insignificant effects caused by Cd（Ⅱ）, Zn（Ⅱ）, Mn（Ⅱ） and Fe（Ⅲ）. On the basis of further studies, the masking agent of 8-hydroxyquinoline was used as an efficient agent to eliminate interference of As（V） emission and the heavy metal of Cu^2＋ and Pb^2＋ in the measurements of arsenic species, After a series standard additions and CRM researches, a sensitive and interference-free analytical procedure was developed for the speciation of arsenic in samples of porewaters and sediments in Poyang Lake, China.     

Assessing the bioremediation potential of arsenic tolerant bacterial strains in rice rhizosphere interface

The arsenic tolerant bacterial strains Staphylococcus arlettae(NBRIEAG-6), Staphylococcus sp.(NBRIEAG-8) and Brevibacillus sp.(NBRIEAG-9) were tested for their roles in enhancing plant growth and induction of stress-related enzymes in rice(Oryza sativa L. cv. NDR-359) plants at two different concentrations, 30 and 15 mg/kg of As(V) and As(III), respectively. An experiment was conducted to test the effect of these strains on plant growth promotion and arsenic uptake. We found 30%–40% reduction in total As uptake in bacteria-inoculated plants, with increased plant growth parameters compared to non-inoculated plants. Moreover, the bacteria-inoculated plants showed reduced activity of total glutathione(GSH) and glutathione reductase(GR) compared to their respective controls, which suggests the bacteria-mediated reduction of oxidative stress in plants. Thus, these strains were found to be beneficial in terms of the biochemical and physiological status of the plants under arsenic stress conditions.Furthermore, one-way ANOVA and principal component analysis(PCA) on enzymatic and non-enzymatic assays also revealed clear variations. The results support the distinction between control and treatments in both shoots and roots. Therefore, this study demonstrates the potential of rhizobacteria in alleviating arsenic stress in rice plants.