五氯酚(PCP)对鸡肝癌细胞(LMH)毒性效应的机制研究

五氯酚(pentachlorophenol, PCP)是一种持久性有机污染物,广泛用于灭钉螺、木材防腐、除草剂等方面,由于PCP在环境中的持久性和生物累积性,其对生态环境和人类健康造成潜在危害。本文以鸡肝癌细胞系(chicken hepatoma cells, LMH)为受试对象,探讨了PCP对细胞色素P450(CYP450)和抗氧化系统的影响。MTT结果显示LMH细胞经不同浓度PCP暴露后,呈现出先促进细胞增殖后抑制的J-型曲线,PCP对LMH细胞24 h的半数效应浓度(24 h-EC₅₀)为427.52 μmol·L^-1。LMH细胞在1.56、6.25、25、100 μmol·L^-1 PCP染毒条件下可增加细胞EROD、MROD、PROD和BFC活性,并可使CYP1A、1B、1C、2H及3A家族基因mRNA表达水平升高。LMH细胞在0.4~100 μmol·L^-1 PCP染毒下可显著降低硫酸基转移酶(SULT1B1和SULT 1C1)基因mRNA水平。此外,LMH细胞在6.25、25、100 μmol·L^-1 PCP染毒下可引起细胞内ROS升高,同时PCP(1.56~100 μmol·L^-1)可显著增加细胞内MDA含量和降低GSH/GSSH比值。这些结果表明细胞色素P450(CYP450)基因及酶活性的变化、细胞内ROS和MDA含量及GSH/GSSH可作为评价LMH细胞PCP毒性效应的敏感性生物标志物。此研究在细胞水平上利用多个评价指标研究PCP对细胞的毒性效应,为PCP环境风险评价提供依据。     

沉积物中五氯酚对底栖生物的急慢性毒性效应

以淡水底栖动物花翅羽摇蚊幼虫和淡水单孔蚓为研究对象,研究了沉积物中五氯酚对底栖生物的急慢性毒性效应。五氯酚对花翅羽摇蚊幼虫96 h及10 d的半数致死浓度(LC50)分别为20.6 mg·kg-1和12.5 mg·kg-1,28 d羽化半数抑制浓度(EC50)为0.79 mg·kg-1。沉积物中五氯酚对花翅羽摇蚊幼虫的羽化具有延滞作用,而且对雌性摇蚊羽化的延滞作用大于雄性,最终导致羽化摇蚊的性别失衡。淡水单孔蚓对五氯酚的耐受力较摇蚊幼虫强。五氯酚对淡水单孔蚓的96 h及14 d的LC50分别为37.6 mg·kg-1和20.2 mg·kg-1,对淡水单孔蚓21 d生长抑制的EC50为1.39 mg·kg-1。研究结果对推导五氯酚沉积物质量基准和进行沉积物生态风险评价提供依据。     

五氯酚对鲫鱼肝脏的氧化损伤

将鲫鱼暴露于浓度分别为 0 .0 0 16、0 .0 16、0 .16mg·L-1的PCP溶液 15d ,同时做空白对照 ,测定鲫鱼肝脏的SOD、GSH、MDA以及NO、NOS等指标。试验结果表明 ,0 .16mg·L-1组处理的鲫鱼第 13天全部死亡。与对照相比 ,在 0 .0 0 16mg·L-1浓度下 ,PCP提高了鲫鱼肝脏MDA和NO含量 ,GSH含量降低 ,SOD活性被抑制 ,NOS活性有所升高。在 0 .0 16mg·L-1浓度组 ,PCP对几个指标的影响比 0 0 0 16mg·L-1组大 ,与对照相比 ,具有显著差异 ,说明PCP暴露可导致鲫鱼肝脏的氧化损伤     

低浓度五氯酚对鲫鱼血液细胞毒性的体外研究

通过细胞体外毒性试验,研究了低浓度五氯酚对鲫鱼血液淋巴细胞和红细胞的毒性影响.结果表明:在2.50—1000.00μg·l-1范围内,五氯酚对鲫鱼淋巴细胞的活性没有显著效应,但在500.00和1000.00μg·l-1(高浓度组)时,对淋巴细胞膜的完整性产生显著影响,造成乳酸脱氢酶(LDH)相对释放量增加,并随五氯酚浓度的增加和暴露时间的延长而增加.低浓度五氯酚组(5.00—1000.00μg·l-1)对红细胞溶血没有显著影响,但与二苯并[a,h]蒽联合作用产生协同效应,红细胞溶血效应明显高于两种化合物单独作用,并且随浓度的增加,血色素相对释放量显著增加.另外,鲫鱼淋巴细胞膜的完整性(LDH的释放)比淋巴细胞活性和红细胞溶血对低浓度五氯酚更敏感.     

五氯硝基苯对小鼠脑AChE的影响及多器官氧化损伤研究

测定五氯硝基苯(PCNB)对小鼠脑乙酰胆碱酯酶(AChE)的影响及多器官的氧化损伤作用.对昆明种小鼠采用灌胃法进行200,400和600 mg·kg-1三个剂量染毒,每日一次,分别于染毒4,8,12和16d测定AChE活性、过氧化氢酶(CAT)活性和脂质过氧化(LPO)产物丙二醛(MDA)的含量.结果表明:(1)小鼠脑AChE活性受到抑制,并表现为明显的时间和剂量依赖性;(2)肝、肾CAT活性变化显著,脂质过氧化作用明显;(3)高剂量毒物在染毒16d时对脾脏脂质过氧化作用明显增强;(4)脑和血清CAT活性随染毒时间延长先升高后降低,脂质过氧化作用不明显.PCNB对小鼠可能具有神经毒性,对肝、肾脏的氧化损伤作用较强.     

用SOS/umu测试评价光电催化降解五氯酚过程的遗传毒性特征

采用SOS/umu测试研究了五氯酚水溶液在光电催化反应过程中的遗传毒性变化及降解产物对鼠伤寒沙门氏菌TA1535/pSK1002的细胞毒性,并与五氯酚在直接光解、光催化反应过程中的降解产物进行了比较.五氯酚光电催化降解过程中降解产物对测试菌种的细胞毒性逐渐降低,产物经代谢活化的细胞毒性低于直接光解、光催化降解五氯酚的产物.五氯酚经光电催化降解15￣45分钟的产物经代谢活化测试结果呈阳性,在60￣120分钟的降解产物呈阴性,说明五氯酚的光电催化降解过程中生成了间接遗传毒性物质,但该类物质能够在光电催化过程中被去除.而五氯酚经直接光解、光催化处理120分钟的产物均具有遗传毒性风险.本研究结果表明光电催化技术的环境安全性优于直接光解、光催化技术.此外,SOS/umu测试作为一种简单、灵敏的遗传毒性物质检测方法,适合于评价光电催化技术的遗传毒性特征,可以作为评价该技术环境安全性的生态毒理学方法之一.     

五氯酚(PCP)高效降解菌Psendomonas sp.CS5的研究

从曾受五氯酚(pentachlorophenol,简称PCP,下同)污染废水的活性污泥中,经驯化富集和分离筛选获得一株PCP降解菌,菌号为CS-W-98-5.在24h内该菌降解w(PCP)=400×10     

中国天然水体中五氯酚的浓度水平、管理及来源分析

五氯酚(PCP)属内分泌污染物,也是可对生物产生复合毒性的有机污染物。五氯酚及其钠盐曾被用作杀螺剂在我国血吸虫病流行疫区大范围长时间使用。为了解PCP在中国水环境中的污染现状,在阐述中国PCP的生产使用状况基础上,重点论述中国水环境介质中PCP的污染分布及影响因素。中国多地河流水环境中均存在PCP,其中沿长江流域的长江、洞庭湖、鄱阳湖PCP残留量较高,虽均在限值范围内,但PCP污染范围有从主要江河、湖泊等向沿海海域蔓延的趋势。PCP使用历史、用药区域类型、区域PCP消耗量等均会影响PCP的残留量,血吸虫病疫区PCP残留量明显高于对照区,在PCP及其钠盐显著减少使用后(2003年以后),施药历史仍然影响着水体介质中PCP的残留情况,PCP虽已停用,但其对环境所造成的不良影响还在持续。与国外研究相比,我国水环境介质中的PCP污染偏高且有上升趋势,这可能与部分区域近年来重现血吸虫病后施药控制有关。未来一段时期内有关PCP及其环境副产物在环境介质中的迁移转化规律、人群暴露评估、污染介质修复技术以及其替代品的研制都将是研究重点领域。     

3种氯酚类化合物对河蚬的毒性和氧化应激(Toxicity and Oxidative Stress of Three Chlorophenols to Freshwater Clam Corbicula fluminea)

以河蚬(Corbicula fluminea)为试验生物,研究了2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP的急性毒性和21d慢性毒性,并在同一条件下测试了这3种氯酚类化合物对河蚬软体组织抗氧化系统的影响.结果显示:2,4-DCP、2,4,6-TCP和PCP对河蚬96hLC50值分别为19.25(17.58～21.20)、41.98(35.48～58.24)和0.23(0.18～0.27)mg·L-1;以致死作为观察指标,其21d无观察效应浓度(NOEC)和最低观察效应浓度(LOEC)值分别为1.00、2.00、0.06mg·L-1和2.00、4.00、0.08mg·L-1.3种氯酚类化合物对河蚬软体组织抗氧化系统几种酶的活性均表现出了不同程度的影响,其中对SOD和GSH-Px的影响最为明显.2,4,6-TCP和PCP对SOD均表现为抑制作用,对GSH-Px表现为先诱导后抑制;2,4-DCP对SOD和GSH-Px表现为明显的诱导作用;3种氯酚类化合物对CAT均表现为明显的诱导作用;对GST活性也有一定影响,但与对照组相比变化范围不大(62.95%～137.04%).3种氯酚类化合物暴露后生物体抗氧化酶有不同的响应,表明不同氯酚类化合物所导致的氧化损伤及其应激机制不同.     

单壁碳纳米管对太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)的毒性效应及生物体防御机制研究

碳纳米管的生态安全和健康风险日益受到人们的广泛关注。本文采用典型的海洋底栖生物——太平洋牡蛎(Crassostrea gigas, C. gigas)作为受试生物,研究了单壁碳纳米管(Single-Walled Carbon Nanotubes, SWCNTs)暴露对其造成的毒性效应及牡蛎自身的防御机制,以期为碳纳米管的海洋生态风险评价提供科学依据。在0.1～10 mg·L~(-1)的SWCNTs暴露96 h后,太平洋牡蛎鳃和消化腺中的丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量显著增加(P≤0.05),总超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性呈现显著的剂量依赖性升高(P≤0.05),cat、hsp70、aox及caspase-7等基因的相对表达量显著上调(P≤0.05)。相比于单独暴露,P-gp蛋白抑制剂Tariquidar与SWCNTs的复合暴露显著增加了鳃和消化腺中MDA含量,产生了更严重的氧化损伤。这些结果表明,SWCNTs暴露对太平洋牡蛎的鳃和消化腺造成了一定程度的氧化损伤,而牡蛎体内的抗氧化系统和多外源性物质抗性机制在防御SWCNTs的过程中起到了至关重要的作用。     

五氯苯酚的生态毒性效应及其遗传毒性

为评价环境内分泌干扰物——五氯苯酚对土壤生态系统动植物的生态毒性效应,检测了五氯苯酚对8种作物种子的萌发和根伸长的抑制作用以及对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性作用;并运用小麦根尖细胞微核实验和赤子爱胜蚓体细胞核的彗星实验,检测了五氯苯酚的遗传毒性效应.结果表明,五氯苯酚在一定浓度范围内对作物种子的...     

基于彗星实验的洛克沙胂对秀丽隐杆线虫胚胎细胞DNA损伤的研究

为评价洛克沙胂的遗传毒性,采用单细胞凝胶电泳(彗星实验),研究了不同浓度的洛克沙胂对秀丽隐杆线虫胚胎细胞脱氧核醣核酸(DNA)的损伤作用。提取秀丽隐杆线虫的胚胎细胞,分别暴露于0(空白对照)、50、250、500μg·L~(-1)含洛克沙胂的溶液染毒1 h。用彗尾DNA百分比含量(TDNA%)、彗星尾长(TL)和Olive尾矩(OTM)作为DNA损伤的指标。实验结果表明,与空白对照组比较,处理组中彗尾DNA百分比含量、彗星尾长以及Olive尾矩显著增加(P0.01)。随着洛克沙胂浓度的增加,彗尾DNA百分比含量、彗星尾长以及Olive尾矩逐渐增加,其相关系数r0.99,说明在实验浓度范围内,存在极显著的浓度-效应关系。洛克沙胂对秀丽隐杆线虫胚胎细胞DNA具有损伤作用,彗星实验操作简便、快速、灵敏度高,能够反映出洛克沙胂的遗传毒性。因此,通过彗星实验建立实验室检测洛克沙胂遗传毒性的方法具有可行性。     

壬基酚聚氧乙烯醚对斑马鱼精巢组织的影响

采用半静态水体暴露的方式研究了非离子表面活性剂对成熟雄性斑马鱼精巢组织的影响。用荧光定量PCR(qRTPCR)方法检测试验鱼精巢雌激素受体α(ERα)、雄激素受体(AR)基因以及性激素合成相关细胞色素P450酶类基因(CYP17和CYP19a)的表达,通过组织学观察研究受试鱼精巢结构的变化。结果表明,壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)暴露可以引起雄性斑马鱼精巢组织结构的改变,并影响成年雄性斑马鱼ERα、AR基因和性激素合成相关细胞色素P450酶类基因的表达水平,且10.0 mg·L~(-1)的NPEO暴露可以显著上调CYP19a、ERα和AR基因的表达量,可显著下调斑马鱼精巢中CYP17基因的表达量。在组织学上,0.1 mg·L~(-1)组斑马鱼生精小管内不仅生精小囊数目减少,且管腔中精子数量减少,出现非细胞区域; 1.0和10.0 mg·L~(-1)组可见部分个体精子凝聚于生精小管管腔中央,管腔内空隙明显增大,表现出严重的精子浓缩效应。由此表明,NPEO暴露通过抑制CYP17基因的表达干扰睾酮的合成;同时,NPEO暴露通过诱导CYP19a和ER基因的表达增加内源雌激素的合成,导致斑马鱼精巢中性激素紊乱,最终损伤斑马鱼精巢组织。     

苯并[a]芘和菲对缢蛏血细胞DNA损伤的研究

为研究苯并[a]芘和菲对缢蛏的毒性效应,将缢蛏(Sinonovacula constricta)分别暴露于浓度为0.45 mg·L^-1、0.15 mg·L^-1、0.05 mg·L^-1苯并[a]芘溶液和0.45 mg·L^-1、0.15 mg·L^-1、0.05 mg·L^-1菲的溶液中,采用单细胞凝胶电泳实验(彗星实验)技术检测不同暴露时间缢蛏血淋巴细胞的DNA损伤程度,对照组为清洁海水。结果显示,高浓度(0.45 mg·L^-1)苯并[a]芘溶液和(0.45 mg·L^-1)菲溶液在短期(7 d)内即可导致缢蛏血细胞显著的DNA损伤,并且随苯并芘[a]和菲浓度的增大和暴露时间的延长,DNA损伤程度增加。21 d恢复实验后,各浓度组DNA损伤又均有不同程度的恢复,但中高浓度组(0.45 mg·L^-1和0.15 mg·L^-1)与对照组仍显著性差异。两种多环芳烃物质对缢蛏血细胞的DNA损伤作用均存在较显著时间-剂量-效应关系。其中,苯并芘[a]对缢蛏血细胞的DNA损伤作用要高于菲。     

环境浓度下壬基酚对秀丽隐杆线虫时间依赖性的毒性兴奋效应

为研究暴露时间对壬基酚生态毒理学效应的影响,选取秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为受试生物,采用急性(24 h和72 h)、慢性(10 d) 3个不同时间点,进行壬基酚环境浓度下(0、0.0001、0.001、0.01、0.1、0.2 mg·L^-1)的暴露实验,以秀丽隐杆线虫的生理指标(体长、运动行为)、生化指标(氧化应激、细胞凋亡、脂褐素)为终点进行评估。结果表明：急性暴露24 h后,活性氧自由基(ROS)在0.01 mg·L^-1时即出现了明显的下降,其他生理生化指标无统计学意义上的明显变化。72 h暴露条件下,体长随壬基酚浓度的增加呈现倒U型趋势,在0.0001 mg·L^-1时表现出最大刺激效应,比对照组高出26.4%(P<0.01);头部摆动频率和身体弯曲频率在2个较高浓度(0.1和0.2 mg·L^-1)时表现出明显的刺激效应;细胞凋亡水平在0.0001 mg·L^-1时显著性下降,呈现负剂量-效应关系(P<0.05),在0.2 mg·L^-1时表现出最大刺激效应,比对照组降低了45.5%;ROS及脂褐素在壬基酚暴露浓度范围内呈正相关性增加。慢性暴露条件下,脂褐素在0.001 mg·L^-1时表现出最大效应,和对照组相比下降了65.4%,并且随着壬基酚浓度的增加呈现U型趋势;其他生理生化指标随着壬基酚浓度的增加表现出明显的负面效应。研究揭示了环境浓度水平的壬基酚对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应是时间依赖性的,急性暴露以引起刺激作用为主,表现为毒性兴奋效应,而长期暴露后壬基酚对生理生化指标的负面效应更为明显。上述结果为进行壬基酚的毒性评价及更好地理解其毒性作用机理提供基础数据。     

铜暴露下赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）活体基因的损伤研究

通过碱性单细胞凝胶电泳法研究了Cu2+暴露剂量对赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)活体基因损伤的动态影响.结果显示:不添加Cu2+的对照组和添加Cu2+的处理组蚯蚓体腔细胞尾部DNA含量和尾长均呈非正态分布(p<0.05);在暴露72h时,125mg·L-1Cu2+处理组尾部DNA含量值最大,为41.44%,100mg·L-1Cu2+处理组尾长值最大,为33.79μm;随着Cu2+暴露剂量的增加,尾部DNA含量和尾长损伤频率增加;对照组和处理组的尾部DNA含量和尾长之间均存在显著性差异(p<0.05),Spearman非参数相关分析表明,尾部DNA百分含量和尾长之间呈显著相关(p<0.01,n=21),Cu2+暴露浓度与尾部DNA百分含量、尾长具有良好的剂量-构效关系(p<0.01).在125mg·L-1Cu2+浓度下暴露72h时蚯蚓的基因损伤程度达到最大,损伤程度为3级.可见,蚯蚓DNA生物标志物是重金属污染基因毒理诊断的重要指标,碱性SCGE试验是检测Cu2+暴露对赤子爱胜蚓活体基因损伤的有效手段.     

Effect of the chemical composition of organic extracts from environmental and industrial atmospheric samples on the genotoxicity of polycyclic aromatic hydrocarbons mixtures

Particulate organic matter (PM) present in the atmosphere is a complex mixture of chemicals like polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) that may exert adverse health effects including respiratory and cardiovascular disturbances and cancer. In this study, airborne samples from environmental or industrial areas exhibiting different physicochemical composition were compared for their capacities to induce DNA damage in human hepatocytes HepG2. DNA strand breaks and DNA adducts formed by benzo[a]pyrene-7,8-dihydrodiol-9,10-epoxide (BPDE), the most reactive metabolite of the carcinogenic benzo[a]pyrene (B[a]P), were measured with the comet assay and by high-performance liquid chromatography (HPLC)/mass spectrometry, respectively. Cells were exposed to organic matter extracted from PM. Experiments were performed either at a constant concentration of B[a]P or at concentrations corresponding to fixed air volumes. Results show that industrial extracts tend to produce more benzo[a]pyrene diol epoxide-N ²-2′-deoxyguanosine (BPDE-N ²-dGuo) DNA adducts than strand breaks, whereas the opposite was observed with environmental extracts. The chemical composition of the extracts significantly impacts the nature and levels of DNA damage. The amount of B[a]P and interaction with other contaminants in the extracts need to be considered to explain the formation of DNA damage. These results emphasize the use of in vitro tests as promising and complementary tools to widely used toxic equivalent factor (TEF) approach in order to assess health hazards related to chemical exposure of the general population.     

检测细胞DNA断裂损伤效应的彗星实验法的改良

为了解决彗星实验过程中常出现的脱胶、细胞核分离操作繁琐、重复性低等问题,对彗星实验方法进行了改良,初步建立了彗星实验的快速操作流程。结果显示,通过对载玻片进行预处理,可确保凝胶悬挂均匀;采用改良机械法分离的细胞核浓度适中;以0.5%(w/v)涂层琼脂糖作为基层、以1.5%(w/v)低熔点包埋琼脂糖作为叠加层的\"双层凝胶法\",辅以\"推片法\"铺胶,操作便捷且不发生脱胶现象;细胞核膜经裂解处理后再进行电泳和荧光观察,彗星图像清晰,杂质少。应用改良后的彗星实验方法,操作简便,耗时更短,实验效果良好,可快速检测出细胞DNA损伤效应。     

重金属Cr(VI)、Pb及Cu胁迫对双齿围沙蚕体腔细胞的DNA损伤

为探讨重金属Cr(VI)、Pb以及Cu对沙蚕体腔细胞DNA的毒性效应,以双齿围沙蚕为受试动物,重金属按不同剂量水平,Cr(VI)：10、100和200 mg·L^-1,Pb：5、50和100 mg·L^-1,Cu：1、10和20 mg·L^-1,分别胁迫沙蚕24 h,以不加任何重金属离子的海水为对照,采用单细胞凝胶电泳技术,检测其体腔细胞DNA损伤程度。结果表明,与空白对照组相比,3种重金属离子的各浓度组都能引起沙蚕体腔细胞DNA损伤,且3种重金属胁迫浓度与细胞DNA损伤程度之间存在显著的剂量-效应关系。双齿围沙蚕可以作为单细胞凝胶电泳的实验材料用于重金属所致环境污染的生物监测指示生物。     

重金属污染下龟壳攀鲈组织中ACP和AKP的活力比较

龟壳攀鲈是一种在极端污染水域中具备生存优势的鱼类,收集重污染区和轻污染区的龟壳攀鲈,并通过比较其体内各组织中的酸性磷酸酶(ACP)及碱性磷酸酶(AKP)活性来揭示其耐污能力。贵屿作为重污染区有4个采样点:大陇村、市上村、联堤村和北林村;潮州作为轻污染区有2个采样点:卧石村和洗马桥。水质结果表明,贵屿采样地水中的Pb、Cd、Cr、As、Hg含量分别是潮州采样点的27.6倍、3.9倍、5.8倍、3.9倍和3.5倍,说明贵屿采样地的污染远高于潮州的。酶活结果表明,在龟壳攀鲈所有组织中,内脏组织(胃肠、性腺、肝脏、脾脏、肾脏)中的ACP和AKP活力均高于外周组织(肌肉、鳞片、鳃);重金属污染均能提高攀鲈体内所有组织的ACP和AKP活力;AKP活性更容易受到重金属的影响,各组织的AKP活力增幅普遍超过ACP活力增幅;其中,受重金属影响最大的组织是脾脏,ACP和AKP活力可增长到2.37倍和6.21倍。这些结果说明了龟壳攀鲈可以通过显著升高内脏组织(如肠胃、肝脏、肾脏等)中ACP和AKP活性,以便更好地应对高污染环境;其中AKP更容易受到重金属的影响,适合用于作为评估污染的指标。