多溴联苯醚对芳香烃受体的激活作用及其介导毒性的研究进展

多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)是一类全球广泛存在的有机污染物,由于具有环境持久性,远距离传输,生物可累积性及对生物和人体有毒害效应等特性,是当前环境科学的热点研究对象之一.PBDEs的毒性包括生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰、DNA损伤、免疫影响等,对人类以及环境具有潜在的威胁.芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)是一种配体激活转录因子,诱导许多编码药物代谢酶的基因,可以被二噁英强效激活并引发一系列毒性.PBDEs具有与二噁英相似的结构,而被认为是一种潜在的AhR配体,但是PBDEs通过AhR介导的毒性机理仍然不明确.本文介绍和讨论了近10多年来PBDEs对AhR激活作用的研究,以及诱导的基因表达和毒性效应.虽然各文献的研究手段以及结论不尽相同,大多数研究表明大部分PBDEs对AhR的激活效果较为微弱,但仍有些PBDE需要引起重视.例如,BDE-126在大鼠肝细胞中的激活作用比其同系物更为突出,BDE-99可以激活斑马鱼胚胎中的AhR.此外,大多数羟基化或甲氧基化多溴联苯醚在家禽胚胎肝细胞、大鼠肝癌细胞中可以激活AhR,且可能比PBDEs具有更高的毒性和生物积累性.     

定量有害结局路径(qAOP)评估环境化学物质毒性的研究进展Ⅱ:类二噁英物质及AhR-qAOP

环境中不断检出具有二噁英结构并存在潜在生物毒性的新型污染物类二噁英物质(dioxin-like compounds,DLCs),识别并评估其生态与人体毒性对化学品风险防控具有重要意义.传统的化学品毒性测试方法已不能满足评估大批环境化学物质风险的需求,基于芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)的有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)为准确评估潜在DLCs的生态与健康风险提供了新的策略.为指导预测新型DLCs的毒性,需在定性AhR-AOP基础上发展定量AOP.本文综述了AhR-AOP的研究现状,并总结了"AhR激活-胚胎毒性"定量AOP的最新进展,包括定量模型的开发、相关体外测试技术、对新型DLCs和不同物种的危害评估的适用性等.最后探讨了AhR-qAOP发展过程中的问题与潜在解决方案,对其应用于DLCs生态危害与风险评价的前景进行了展望.     

太原市PM_(2.5)中溴代阻燃剂的污染特征及人体暴露水平

2013年10月至2014年7月,在太原城区,分4个月采集大气细颗粒物,每个月选取4个样品,分析了颗粒物上8种多溴联苯醚(PBDEs)和6种新型溴代阻燃剂(NBFRs)的浓度与组成。结果表明,大气PM2.5样品中PBDEs和NBFRs总浓度算术平均值分别为(10.9±10.3)pg·m-3和(22.3±24.7)pg·m-3,其中BDE-209、HBB和DBDPE是溴代阻燃剂中的主要污染物。季节变化来看,秋季样品中总PBDEs和总NBFRs的浓度要高于其他季节,夏季最低;化合物组成上,秋季样品中BDE-209含量较低,而NBFRs中HBB含量较高。相关分析显示,溴代阻燃剂的变化与颗粒物浓度和有机质的相关性不大,与大气温度与无显著性相关,而主要与气团来源有关。城市儿童的吸入暴露量约为成人的2~3倍,反映出PM2.5中溴代阻燃剂对城镇居民尤其是儿童的潜在健康危害仍不容忽视。     

Advances on Toxicological Mechanism of AhR Pathway and Early Biomonitoring of Persistent Organic Pollutants (POPs)in Aquatic Animals

过去30年,随着工农业的不断发展,由持久性有机污染物(POPs)导致的癌症患者不断增加.目前POPs已广泛存在于水生态系统中,对水生动物的生长发育、种群繁衍、群落结构等产生重要影响.虽然POPs对水生动物的毒理机制非常复杂,但研究表明其毒理机制主要通过芳香烃受体通道(Ah Rpathway)来进行调控.为全面理解水生动物AhR通道中每一个基因在毒理调控过程中的作用,论文从水生动物芳香烃通道的角度详细阐述了POPs的毒理机制,同时对水生动物中POPs的早期监测进行了讨论,最后提出了未来POPs毒理机制研究的发展方向.     

二噁英类化合物的毒性作用机制及其生物检测方法

二噁英类化合物具有高毒性,来源多样且分布广泛,是持久性有机物的典型代表,二噁英类污染物及其对健康的危害已引起了公众的普遍关注。一些二噁英类同系物具有代谢稳定性,其毒性效应主要是通过芳香烃受体介导,而越来越多的研究表明二噁英类毒性作用机制的复杂性。在此背景下,综述了近些年在二噁英类毒性作用机制及其代谢途径的新认识,评价比较了主要二噁英类高通量生物检测方法,以期为该类污染物的环境污染物筛查和风险评估提供参考。     

水环境中镍毒性的机制研究：有害结局路径(AOP)分析

目前对镍(Ni)生态风险评估和水质法规采用了基于机制的预测工具,如生物配体模型(BLMs)。然而,尽管有许多具体细致的研究,Ni对水生生物毒性的精确机制仍然难以确定。对Ni行为机制的不确定性导致了大家在一些管理设置中应用像BLM这样的工具时,有所顾虑。为了解决这一认知差距,作者使用了有害结局路径(AOP)分析,也是第一个用于金属的AOP分析,来确定Ni毒性的多种潜在机制以及它们与淡水水生生物的相互作用。在金属的分子起始事件(molecular initiating events)在分类群中可能存在的前提下,在许多不同种水生和陆生生物数据的基础上,考虑建立一种潜在的行为机制。通过分析,作者识别了Ni可能对水生生物产生毒性的5个潜在的分子起始事件：Ca²⁺体内平衡的破坏,Mg²⁺体内平衡的破坏,Fe²⁺/³⁺体内平衡的破坏,活性氧类物质引起的氧化损伤,以及呼吸上皮细胞的过敏反应。在生物组织的器官水平,这5个潜在的分子起始事件会分解成3个可能的途径：支持外骨骼、外壳和骨骼生长的Ca²⁺减少;呼吸受损;细胞毒性和肿瘤形成。在整个生物体的水平,器官水平的反应将可能导致生长、繁殖的降低和/或能量代谢的改变,并且在每个通路之间有几个潜在的反馈回路。总体来说,目前的AOP分析可指导Ni的毒性机制研究,并为其他金属开发AOPs提供了有效的参考。
精选自Brix, K. V., Schlekat, C. E. and Garman, E. R. (2017), The mechanisms of nickel toxicity in aquatic environments: An adverse outcome pathway analysis. Environmental Toxicology and Chemistry, 36: 1128–1137. doi: 10.1002/etc.3706
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/etc.3706/full
     

新兴污染物对微藻的毒性作用与机制研究进展

随着科技的发展,监测手段不断进步,新兴污染物普遍存在于环境中的问题及其可能带来的危害近年来才开始受到重视和研究。微藻作为初级生产者,对维持生态系统的稳定和平衡起到了至关重要的作用。本文综述了包括全氟化合物、多环芳烃、药品及个人护理品、纳米材料、微塑料和稀土元素在内的新兴污染物对微藻毒性作用及机制的研究进展。重点针对微藻的种间关系、生长和形态、对污染物的吸收和代谢、氧化应激反应、光合作用及基因表达等方面进行了总结,分析了新兴污染物作用下微藻的响应规律,归纳了新型污染物作用于微藻的毒性影响与可能机制。最后思考了其中可能存在的问题,提出了几点建议和展望。     

多溴联苯醚和全氟烷基酸的分子毒理机制研究

多溴联苯醚(PBDEs)和全氟烷基酸(PFAAs)是两类使用量大、环境污染广泛、人体暴露严重的新型有机污染物,2009年已纳入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物(POPs)名单,但其毒性效应及作用机制并不明确.本文综述了本课题组近几年针对多溴联苯醚PBDEs和全氟烷基酸PFAAs的分子毒理机制研究工作,主要集中在这两类污染物对甲状腺系统、雌激素系统和肝脏脂肪酸代谢系统干扰效应的分子机制研究.本文分别从分子、细胞和活体三个层面,研究了污染物与核受体的直接结合作用、结合后受体的构象变化、细胞内受体的转录活性、以及活体暴露后受体调控基因的表达变化,由此阐明了污染物通过与受体直接作用导致细胞和活体生物功能改变的分子机制.同时结合计算模拟,探讨了污染物生物效应与其化学结构之间的关系,发现污染物的受体活性取决于它们与受体结合的空间构型,而其活性强度基本与二者的结合能力一致,主要受疏水作用和氢键的影响.此外,还通过研究污染物与天然配体转运蛋白的相互作用,明确了各个污染物与转运蛋白的结合能力,探讨了其构效关系,并评估了污染物对天然配体在体内转运过程的潜在干扰效应.通过上述研究工作,提出了多层面、多靶点研究环境污染物分子毒理机制的新思路,建立和引进了研究污染物与生物靶分子相互作用的新方法,发现了PBDEs、PFAAs与TR、ER、PPARγ核受体结合的新模式,为深入了解这些污染物的分子毒理机制提供了有用的信息和有效的研究手段.     

多溴联苯醚分布特征及环境风险研究进展

多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)作为一种高效、添加型阻燃剂被广泛使用,因其具有蒸汽压低、亲脂性强、污染持久和可生物富集等特点,而成为近年来环境领域研究热点之一。在查阅近年相关文献和分析PBDEs性质的基础上,本文以PBDEs使用-环境分布-生物体内的分布-对生物毒性及机理为线索,重点总结了PBDEs在环境和尤其是在生物体内的分布情况,并分别从神经系统、甲状腺和肝脏等角度阐述了PBDEs产生毒性效应以及致毒机制的最新研究成果。在总结研究成果的基础上,提出了应逐渐重视十溴联苯醚的环境风险、电子垃圾拆解地PBDEs修复、PBDEs代谢过程以及代谢中间物的毒性等建议,以期为PBDEs相关领域研究者提供参考。     

新型含氮消毒副产物的生成机制及毒性研究进展

含氮消毒副产物(N-DBPs)具有很高的生物毒性和致癌性,近年来受到广泛关注。本文对目前N-DBPs的研究进展进行了概述,重点总结了典型N-DBPs包括卤乙腈(HANs)、卤代硝基甲烷(HNMs)、卤代乙酰胺(HAcAms)和亚硝胺(NAs)的生成机制;并归纳了N-DBPs的毒性效应和毒性机制。根据N-DBPs的生成途径,应该重点控制水中含胺类氮源前体物,并优化设计消毒剂种类和投加方式,在控制病原体的前提下,尽量削减高毒性N-DBPs的生成。本研究旨在为控制消毒副产物生成、提高饮用水水质提供理论参考。     

室内环境中持久性卤代有机污染物的人体暴露及潜在生殖健康影响

卤代持久性有机污染物(Hal-POPs),如多溴联苯醚(PBDEs)、多氯联苯(PCBs)、滴滴涕(DDT)等是环境中广泛存在的全球性有机污染物,同时它们又是内分泌干扰物,是威胁人类生殖健康的重要因素之一。由于人们每天约有80%以上的时间在室内度过,且室内环境是Hal-POPs人体暴露的主要来源之一,因此室内环境中Hal-POPs对人体内分泌系统的干扰作用及其机理等问题亟待研究,但目前这方面的研究很有限。本文通过综述Hal-POPs在室内环境中的赋存水平和在人体体内的负荷水平及其半衰期,探讨了其对人体内分泌系统尤其是男性生殖健康的影响情况及其可能的机理,并分析了目前研究的不足之处及研究前景,为进一步开展这方面的研究提供借鉴。     

淡水水生态基准方法学研究:数据筛选与模型计算

水生态基准研究的核心是水生态基准方法学,如何鉴于现有的生态毒理学数据推导出科学合理的基准值,并达到切实保护水生生物的目的,是水生态基准研究的重点。论文从淡水水生态基准方法学中数据筛选和模型计算出发,系统地阐述和比较了现有方法学中关于数据的数量和质量、本土物种数据和非本土物种数据、实验室试验数据和野外现场试验数据、常规测试指标和非常规测试指标以及数据的整理等数据筛选原则,并对评估因子法、物种敏感度分布曲线、种间关联预测以及生态毒理模型等水生态基准的计算模型进行比较。参照国外水质基准推导的过程及我国水生态系统的特征,发展我国水生态基准研究中数据的筛选原则以及科学合理的基准计算方法,以期为建立我国淡水水生态基准推导方法学提供研究基础和科学依据。     

水生态基准方法学概述及建立我国水生态基准的探讨（Methodologies for Deriving Water Quality Criteria to Protect Aquatic Life（ALC）and Proposal for Development of ALC in China: A Review）

水生态基准的研究和制定对于控制进入水环境污染物的种类和数量,保护水体生物多样性及整个水生态系统的结构和功能具有重要意义.论文对不同国家和地区现有的主要水生态基准推导方法进行了概述,并从基准保护目标、数据的收集与评估、基准的计算方法等几个方面对各国水质基准推导方法进行了比较.参照国外水质基准的推导过程及我国水生态系统的特征,探讨了合理可行的水生态基准保护目标、计算方法及推导流程,并对我国水生态基准的推导中可能存在的问题进行了讨论.