类二噁英物质及芳香烃受体(AhR)介导的有害结局路径(AOP)研究进展

二噁英及类二噁英物质(dioxin-like compounds,DLCs)是一类高毒性化合物的统称,对其毒理学的研究一直都是备受关注的焦点。已有证据表明,高毒二噁英及DLCs主要通过激活芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR),进而导致一系列生物毒性。近年来越来越多的新型有机污染物被发现具有类二噁英分子结构并存在潜在生物毒性或活性。与此同时,如何评估二噁英及DLCs对本土生态生物的危害及其风险也受到更多关注。本文综述了近几年发现的新型二噁英物质、二噁英及DLCs的AhR致毒机制、相应的有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)及AOP在指导探索新型物质及物种敏感性方面上的新观点和发现,同时也展望了二噁英及DLCs在生态毒理及风险评估领域的未来研究方向。     

基于我国物种毒性数据的多溴联苯醚预测无效应浓度分析

采用多溴联苯醚(PBDEs)对我国广泛分布生物物种的生态毒性数据,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件,对不同环境介质中PBDEs预测无效应浓度(PNEC)进行了推导。结果表明:我国淡水环境PBDEs(四溴、五溴、八溴)的PNEC水分别为50μg·L~(-1)、0.53μg·L~(-1)、0.017μg·L~(-1)。沉积物环境PBDEs(四溴、五溴、八溴和十溴)的PNEC沉积物分别为823.35 mg·kg~(-1)wt、1.55 mg·kg~(-1)dw、12.72 mg·kg~(-1)dw、38.41 mg·kg~(-1)dw。土壤环境PBDEs(四溴、五溴、八溴和十溴)的PNEC土壤分别为668.3mg·kg~(-1)wt、0.38 mg·kg~(-1)dw、147 mg·kg~(-1)dw、98 mg·kg~(-1)dw。次生毒性PBDEs(五溴、八溴和十溴)的PNEC经口分别为0.3~0.7 mg·kg~(-1)、0.56 mg·kg~(-1)、2 500 mg·kg~(-1)。该数值期为我国PBDEs的环境风险评价提供科学基础。     

云南山区野生牛肝菌中重金属汞和镉来源分析及食用安全评估

分析重金属在"环境-牛肝菌-人体"系统中的迁移、富集规律,为牛肝菌重金属污染防治及食用安全评价提供依据。采用ICP-AES法测定云南野生牛肝菌及其生长土壤中Cd和Hg含量,分析牛肝菌对重金属的富集特征及牛肝菌的重金属含量与土壤的联系,推测云南野生牛肝菌中重金属Cd和Hg的来源;根据FAO/WHO规定的每周Cd或Hg的允许摄入量(provisional tolerable weekly intake,PTWI)评估牛肝菌的重金属暴露风险。结果显示,(1)不同种类、产地牛肝菌中Hg和Cd含量具有差异,菌盖中Hg、Cd的含量分别在0.92~16.00 mg·kg~(-1)dw,4.97~24.07 mg·kg~(-1)dw之间,菌柄的Hg、Cd含量分别介于0.46~8.2mg·kg~(-1)dw和2.11~22.08 mg·kg~(-1)dw之间。同一种牛肝菌菌盖中Hg或Cd的含量均高于菌柄(Q(C/S)1),表明牛肝菌菌盖对Hg和Cd的富集能力强于菌柄。(2)牛肝菌菌盖和菌柄对Hg的富集系数(bioaccumulation factor,BCF)分别在1.72~19.12和1.30~6.40之间,菌盖、菌柄的Hg含量均高于相应生长土壤的含量,其中采自楚雄永仁县的铜色牛肝菌菌盖的Hg含量是土壤的19.12倍,表明牛肝菌中的Hg不仅来自土壤,根据山地"Hg诱捕效应"及云南大气Hg升高的相关报道,可以推测云南野生牛肝菌中的Hg主要来源于大气沉降。(3)牛肝菌菌盖、菌柄对Cd的富集系数分别在0.16~1.82和0.07~1.67之间,多数牛肝菌的Cd含量低于土壤含量,表明牛肝菌中的Cd主要来自生长土壤。(4)假设成年人(60 kg)毎周食用300 g新鲜牛肝菌则多数牛肝菌菌盖、菌柄的Hg摄入量低于PTWI(Hg)标准,Hg的暴露风险较低(假设未通过其他途径摄入Hg);食用300 g黑粉孢牛肝菌菌盖或菌柄摄入的Cd达到0.722 mg和0.662 mg,超过PTWI(Cd)标准,食用有Cd暴露风险。     

内质网应激介导的凋亡在PBDE-47致大鼠海马损伤中的作用

为了明确内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)介导的凋亡在2,2’,4,4’-四溴联苯醚(2,2’,4,4’-tetrabromodiphenylether,PBDE-47)致大鼠神经毒性中的作用,在脑发育的突增期(出生第10天),分别用0 mg·kg~(-1)、1 mg·kg~(-1)、5 mg·kg~(-1)和10mg·kg~(-1)PBDE-47进行单次灌胃染毒,并从出生第8天开始每天给予150 mg·kg~(-1)ERS抑制剂4-苯基丁酸(phenylbutyric acid,PBA),持续3周。仔鼠出生第8周末,从对照组、10 mg·kg~(-1)PBDE-47处理组、150 mg·kg~(-1)PBA处理组和150 mg·kg~(-1)PBA+10mg·kg~(-1)PBDE处理组中随机选取8只大鼠进行水迷宫实验。然后将所有动物断头处死,分离大鼠海马组织,观察其海马组织形态学改变、测定ERS标志分子(GRP78、IRE1和CHOP)和凋亡相关蛋白Cyt c的表达水平。结果显示,10 mg·kg~(-1)PBDE-47处理可导致雌性大鼠海马CA4区细胞排列紊乱、锥形神经细胞数量减少甚至消失,尼氏小体数量减少,大鼠逃避潜伏期延长(P0.05)。5和10 mg·kg~(-1)PBDE-47处理可显著上调ERS相关蛋白IRE1和CHOP的表达水平(P0.05),并明显增强海马组织凋亡相关蛋白Cyt c的表达。PBA干预可明显降低PBDE-47诱导的IRE1和CHOP以及Cyt c蛋白的表达水平,提示PBDE-47可通过ERS介导凋亡,导致大鼠海马组织损伤,从而影响大鼠学习记忆功能。     

环境雌激素双酚A暴露现状及其雄性生殖毒性研究概况

双酚A(bisphenol A,BPA)作为典型的环境雌激素,在环境中广泛存在,具有接触机会频繁、剂量累积、潜伏期长等特点,是对生殖系统危害极大的一类污染物。研究表明BPA可在地表水、野生动物体内检测出,甚至在健康人群的体液中存在,尤其在婴儿体内含量较高。BPA进入机体后可通过I相和II相代谢酶分解,其分解产物的毒性目前仍不清楚。BPA在体内发挥雌激素样作用,与雌二醇竞争性地结合到雌激素受体上,阻碍雄激素受体的活性,促进促黄体生成素与催乳素的合成,最终抑制雄性激素的合成。BPA可破坏血睾屏障,直接刺激睾丸细胞的凋亡并导致精子质量下降,其中主要通过影响下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)上促性腺激素释放激素受体(Gn RHR)、促黄体生成素受体(LHRβ)和促卵泡雌激素(Fshb)的表达和直接刺激睾丸和附睾细胞,降低睾酮合成酶的表达及活性,抑制与精子生成相关蛋白的表达,从而影响生殖能力。同时,BPA代谢过程中消耗大量的抗氧化酶,产生氧自由基,其氧化产物可能会对睾丸和附睾的损伤形成二次打击。总之,双酚A造成雄性生殖损伤障碍主要是损伤HPG轴正负反馈调节的平衡以及影响调节激素相关基因的表达和直接损伤睾丸细胞和精子质量。     

丙烯腈诱导的氧化应激对大鼠睾丸NF-κB信号通路的影响

为探索丙烯腈(acrylonitrile,ACN)诱导的氧化应激对大鼠睾丸NF-κB信号通路的影响,将50只SPF级健康SD雄性大鼠按体重随机分为12.5、25、50 mg·kg~(-1)ACN染毒组,50 mg·kg~(-1)ACN+300 mg·kg~(-1)N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)干预组(NAC干预组),对照组(给予等体积玉米油),每组10只,灌胃,1次/天,6天/周,共90 d。可见光分光光度法检测睾丸组织中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽比值(glutathione/oxidized glutathione,GSH/GSSG)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)。免疫荧光染色法检测睾丸核因子-κB(nuclear factorκB,NF-κB)激活及核转移。Western Blot检测睾丸p65、IκB蛋白表达。结果显示,低、高剂量染毒组大鼠睾丸GSH/GSSG比值、GSH-Px酶活性与对照组比较降低(P0.05)。中、高剂量染毒组大鼠睾丸MDA含量与对照组比较升高(P0.05)。NAC干预组大鼠睾丸MDA含量与高ACN组比较降低(P0.05);NAC干预组大鼠睾丸GSH/GSSG比值与高ACN组比较升高(P0.05);免疫荧光结果显示,高ACN组大鼠睾丸NF-κB被激活,并转移入细胞核。NAC干预组与高ACN组比较p65蛋白表达及核转移显著减少。Western Blot结果显示,高剂量染毒组大鼠睾丸p65蛋白表达与对照组比较升高(P0.05),IκB蛋白表达与对照组比较降低(P0.05);NAC干预组大鼠睾丸p65蛋白表达与高ACN组比较降低,IκB蛋白表达与高ACN组比较升高,差异有统计学意义(P0.05)。结果表明丙烯腈引起的氧化应激激活了大鼠睾丸生殖细胞NF-κB信号通路。     

浓度效应对卡马西平在生物炭上的吸附动力学影响

为了解人工合成药物在生物炭上的吸附动力学特征及其浓度效应的影响,选择卡马西平(CBZ)为目标污染物。探讨不同初始质量浓度(2、4、25、50 mg·L~(-1))在不同裂解温度(200、300、500℃)下制备的生物炭上的吸附动力学特征。结果表明,双室一级动力学模型可以精确地描述CBZ在生物炭上的吸附动力学特征。CBZ的快室吸附对总体吸附的贡献随初始浓度的增大而减小,而慢室吸附贡献则增大。π-π作用可能对CBZ的吸附贡献较大。孔隙填充可以描述慢室吸附过程,可能是吸附速率的控制环节。     

人工纳米材料对斑马鱼生态毒理效应研究进展

随着纳米技术的快速发展,人工纳米材料在光电、生物医药、化妆品等诸多领域得到了广泛应用。人工纳米材料在生产、使用和废弃处理等过程中,不可避免地通过水体、土壤、大气等进入环境,其对环境产生的生态效应逐渐引起国内外的广泛关注。斑马鱼(Danio rerio)作为一种重要的脊椎模式生物,在环境毒理学研究中应用广泛,可以作为检测人工纳米材料生态毒理效应的一种重要工具。本文介绍了人工纳米材料对水生态环境的影响及斑马鱼在生态毒理学研究中的优势,总结了其对斑马鱼的毒性效应,主要包括急性毒性和对个体发育的影响、对组织细胞及基因表达的影响,分析了人工纳米材料对斑马鱼的毒性机制,以期为人工纳米材料毒理学研究提供基础信息。     

纳米硫化镉对A549细胞的损伤研究

研究纳米硫化镉(Nano-Cd S)材料对肺癌细胞系A549的毒性及氧化损伤作用。培养A549细胞,经传代后接种于6孔板中,每孔2 m L完全培养基,接种次日进行染毒。用直径20~30 nm、长度80~100 nm的Nano-Cd S进行染毒,染毒浓度分别为0、5、10、20、40和80 mg·L~(-1)。染毒24 h后用MTT检测细胞存活率,以存活率在80%左右的浓度为后续实验染毒浓度。应用流式细胞技术,用荧光探针法检测A549细胞的活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量,PI-Annexin-V法检测细胞凋亡情况;用试剂盒检测细胞中超氧化物岐化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性以及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,判断细胞氧化损伤情况。不同浓度Nano-Cd S处理细胞24 h之后,细胞存活率随剂量的增加而下降,浓度为10、20、40和80μg·L~(-1)时,存活率分别为(88.71%±0.80%)、(81.93%±3.06%)、(75.23%±1.13%)和(70.66%±5.63%),且各组间差异均具有统计学意义(P0.05)。以浓度为10和20 mg·L~(-1)的Nano-Cd S染毒24 h后,胞内ROS含量和细胞凋亡率随染毒剂量的增加而增加(P0.05);浓度为10 mg·L~(-1)时,细胞凋亡率为(6.26%±0.44%)。与对照相比,各染毒组SOD和CAT活性和MDA含量升高,20 mg·L~(-1)染毒组SOD和CAT活性和MDA含量高于10 mg·L~(-1)染毒组(P0.05)。研究表明,纳米硫化镉能引起A549细胞的氧化损伤和细胞凋亡,具有明显的细胞毒性。     

珠江河网水产品中菊酯类农药残留调查及健康风险评价

2012年8月在珠江河网采集水产品样品(13种鱼,4种虾和2种贝),采用超声波提取-气相色谱法对样品中菊酯类农药(PYRs)进行残留检测,并对鱼类PYRs暴露水平进行健康风险评价。结果显示,鱼类肌肉、虾类和贝类中PYRs质量分数分别介于ND~3.05μg·kg-1、0.05~1.13μg·kg-1和0.69~1.20μg·kg-1(ND为未检出,以湿重计),平均值分别为0.90μg·kg-1、0.41μg·kg-1和0.99μg·kg-1。虾类和贝类中PYRs的检出率均很高,除联苯菊酯在虾类体内检出率为75%外,其他菊酯均为100%,鱼类肌肉中氯菊酯检出率最高,达到100%。氯菊酯在鱼类肌肉和贝类中的检出量最高,分别占总菊酯质量分数的52.2%和55.4%,溴氰菊酯在虾类中检出量最高,分别占总菊酯质量分数的33.0%;对居民通过食物摄入的PYRs进行食用暴露风险评估,结果表明,珠江河网水产品中PYRs人体健康危害的年总风险评价介于3.96×10-13~1.21×10-10a-1,水产品的安全消费量为5.54×104kg·d-1,水产品中的PYRs的健康危险风险很小。