草甘膦对GC-1小鼠精原细胞的毒性作用及NAC的干预效应

为探讨41%草甘膦水溶液(农达)对雄性生殖细胞的毒性及其作用机制以及N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine, NAC)的干预效应。以GC-1小鼠精原细胞为受试细胞,设正常对照组、草甘膦染毒组(60、90、120、150、180 mg·L^-1)、NAC干预组(10 mmol·L^-1 NAC＋90 mg·L^-1农达)。MTT法检测细胞存活率,Giemsa染色法观察细胞的形态学改变,彗星试验检测细胞DNA损伤,比色法检测细胞培养液乳酸脱氢酶(LDH)以及细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)及丙二醛(MDA)水平的变化。结果显示,随着草甘膦染毒浓度增加,细胞存活率逐渐下降(p<0.01),彗星阳性率逐渐升高(p<0.01);与对照组相比,草甘膦染毒组LDH活性增加(p<0.05,60 mg·L^-1组除外),MDA生成量增多(p<0.05),GSH含量降低(p<0.05)和SOD活性降低(p<0.05)。抗氧化剂NAC预处理具有相应的拮抗作用。研究表明,60～180 mg·L^-1浓度草甘膦对GC-1细胞有明显的损伤作用,其机制可能是草甘膦诱导氧化应激,导致细胞通透性增加和DNA损伤。抗氧化剂NAC对草甘膦的细胞毒性具有一定保护作用。     

甲醛对人支气管上皮细胞的毒性及N-乙酰半胱氨酸的保护作用

为研究甲醛对人支气管上皮细胞存活率的影响及N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)的保护效应,以0、50、100、150、200、300和400μmol·L-1甲醛处理人支气管上皮BEAS-2B细胞24 h,200μmol·L-1甲醛处理BEAS-2B细胞0、6、24和48 h。以不同浓度(0、0.1、1和10 mmol·L-1)NAC预处理1 h或不同时间(预先3、1 h加入NAC、同时加入甲醛和NAC及加入200μmol·L-1甲醛1、3 h后)加入1 mmol·L-1NAC,再以200μmol·L-1甲醛处理BEAS-2B细胞(甲醛处理时间均为24 h),CCK-8(cell counting kit-8)实验和倒置相差显微镜观察甲醛对BEAS-2B细胞存活率的影响及NAC的保护作用。结果显示,甲醛以剂量依赖性方式引起BEAS-2B细胞死亡。200μmol·L-1甲醛处理BEAS-2B细胞6 h,细胞存活率下降,与对照组比较差异具有统计学意义(p0.05)。随甲醛处理时间的延长细胞存活率明显下降,存在时间效应关系。不同浓度和不同时间NAC处理可拮抗甲醛引起的细胞存活率下降,存在剂量效应关系,NAC不同时间处理组间细胞存活率未见明显差异。研究表明,甲醛以剂量和时间依赖性方式引起支气管上皮细胞存活率下降,NAC以剂量依赖性方式对甲醛引起的损伤具有保护作用。     

三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯对大鼠的神经毒性效应

考察三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯(TDCPP)对大鼠神经系统的毒性效应及其毒性机制,为有机磷阻燃剂(OPFRs)对哺乳动物神经毒性及其临床防治提供基础数据和科学依据。以Sprague-Dawley (SD)大鼠为受试生物,将TDCPP溶于橄榄油配制不同染毒剂量(125、250和500 mg·kg^-1·d^-1)进行灌胃处理,溶剂对照组以相同体积的橄榄油进行灌胃,空白对照组不做任何处理,染毒周期为12周。结果表明,溶剂对照组和空白对照组的各项检测指标均无显著性差别(P>0.05)。TDCPP染毒组与对照组之间的差异主要表现为(1)体重变化：染毒期间,TDCPP处理组大鼠的体重与对照组相比有下降的趋势,在第12周中剂量染毒组和高剂量染毒组大鼠体重均显著性低于对照组(P<0.05);(2)行为学实验：Morris水迷宫实验结果表明,高剂量的TDCPP对大鼠的空间学习记忆能力造成影响,主要表现为在定位航行实验中,高剂量染毒组大鼠的逃避潜伏期显著性高于对照组和低剂量染毒组(P<0.05),而在空间探索实验中,高剂量染毒组大鼠在目标象限停留时间显著性低于对照组(P<0.05);(3)生化指标检测：各组间纹状体内多巴胺(DA)含量并无显著性差异(P>0.05),染毒组乙酰胆碱酯酶(AChE)活性与对照组相比显著性降低(P<0.01)且具有剂量依赖性,高剂量染毒组超氧化物歧化酶(SOD)活性显著性降低,高剂量和中剂量染毒组谷胱甘肽(GSH)含量显著性降低(P<0.05),这表明TDCPP对大鼠脑组织造成了氧化损伤,TDCPP染毒组脑组织的炎症因子(TNF-α)水平均高于对照组,且中剂量与高剂量染毒组TNF-α含量显著性高于对照组(P<0.05),揭示TDCPP能引起大鼠脑部的炎症反应,对脑组织造成损伤;(4)纹状体超微结构：电镜结果表明,TDCPP可导致纹状体细胞受到损伤,主要表现为细胞核固缩、线粒体损伤和突触间隙减小。研究表明,TDCPP可引起大鼠体重明显下降,导致大鼠神经细胞损伤,行为改变,抑制AChE、SOD活性及GSH含量,使炎症介质增高,引起大鼠脑组织的氧化损伤和炎症反应。     

1,2-二溴-4-(1,2-二溴乙基)环己烷(TBECH)对土壤中蚯蚓(Eisenia foetida)的毒性效应

1,2-二溴-4-(1,2-二溴乙基)环己烷(1,2-dibromo-4-(1,2-dibromoethyl) cyclohexane, TBECH)作为一种新型溴代阻燃剂已在多种环境介质和生物体中被检出,但其毒性效应研究相当匮乏。笔者研究了赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对土壤中TBECH的4种异构体(α-TBECH、β-TBECH、γ-TBECH和δ-TBECH)的选择性积累,考察了TBECH对赤子爱胜蚓的生长、蚯蚓体内自由基水平、丙二醛(MDA)、磷酸化组蛋白(γ-H2AX)含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明,蚯蚓对TBECH的富集存在异构体选择性,γ-TBECH的生物土壤富集因子(BSAF)大于其他异构体。低浓度暴露(50～200 mg·kg^-1)时,蚯蚓平均体质量、死亡率与空白组均无显著性差异,高浓度暴露(≥400 mg·kg^-1)时,随暴露浓度的增加,平均体质量下降,死亡率增加。TBECH暴露过程中,蚯蚓体内MDA和γ-H2AX含量显著增加。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)以及谷胱甘肽S转移酶(GSTs)的活性在50 mg·kg^-1暴露下被显著诱导,在100～600 mg·kg^-1暴露下,随暴露时间和浓度的增加而降低。采用电子自旋共振结合二级自由基捕获技术测定了蚯蚓体内自由基水平,发现TBECH暴露能够引起蚯蚓体内大量羟基自由基的产生,且羟基自由基水平与MDA含量存在显著正相关关系,表明诱导蚯蚓体内产生大量羟基自由基从而导致的氧化损伤是TBECH对蚯蚓产生毒性的重要原因。以上研究结果揭示了赤子爱胜蚓对TBECH的富集能力以及TBECH对赤子爱胜蚓的毒性效应,为TBECH的生态健康风险评估提供了依据。