对特辛基苯酚干扰雌激素受体作用的分子基础及其对ERβ亚型选择性结合的理论研究

对特辛基苯酚(4-tert-octylphenol,PTOP)是一种环境内分泌干扰物。已有研究发现虽然其能够直接与雌激素受体(estrogen receptor,ER)的两种亚型(ERα,ERβ)结合并产生干扰效应,但其结合能力却各不相同,PTOP对ERβ表现出更强的结合活性。为了探究PTOP与ER结合的分子机制及其对ER两种亚型的选择性机制,本文采用分子动力学模拟对PTOP-ER复合物进行了研究,并利用MM-GBSA方法计算了结合自由能。结果表明,范德华作用是维持PTOP与ER结合的主要驱动力;而极性相互作用的差异是导致PTOP对ERα和ERβ产生选择性结合的重要因素,PTOP与ERα之间的极性溶剂化作用阻碍了两者的结合。将PTOP与ER的天然底物雌二醇进行比较,发现PTOP与ER口袋之间缺乏氢键稳定二者结合,因此PTOP的结合活性较低。计算模拟亦指出了PTOP结合过程中发挥重要作用的关键氨基酸。以上计算结果将有助于我们进一步理解PTOP影响ER介导生理过程的干扰机制。     

细胞膜结合的雌激素受体的特异性标记

细胞膜结合的雌激素受体(Cell membrane-bound estrogen receptor,cmER)介导了雌激素的非基因组作用,参与了乳腺癌等诸多疾病的发生,但是作用机制研究受限于能够有效区分cmER和细胞质内ER(Estrogen receptor)的标记手段.为了实现cmER的特异性标记,首先在体外分别表达含有A1、S6和ybbR三个不同短肽的谷胱甘肽S转移酶融合蛋白,比较磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶(Phosphopantetheinyl transferase,PPTase)-AcpS和Sfp对其的识别选择性.选取识别效率较高和特异性较好的A1短肽,将其构建到雌激素受体ERα的C端(ERα-A1),结果表明该偶联并不影响ERα的蛋白质表达及其在雌激素作用下的转录.进一步研究表明,来源于大肠杆菌的PPTase-AcpS可以以辅酶A-生物素(Coenzyme A-biotin)为底物,将生物素特异性标记到ERα-A1.这些结果为进一步研究雌激素及cmER介导的非基因组调控机制提供了新的方法.     

Di (2-ethylhesyl)(DEHP)和Monoethylphthalate(MEHP)长期暴露对海洋青鳉(Oryzias melastigma)内分泌干扰效应的评价

为探讨邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)和邻苯二甲酸单乙基己基酯(MEHP)长期暴露对海水生物的内分泌干扰效应及机制,将孵化后1周的海洋青鳉(Oryzias melastigma)分别暴露于DEHP(0.1 mg·L^-1和0.5 mg·L^-1)和MEHP(0.1 mg·L^-1和0.5 mg·L^-1)6个月。结果显示：DEHP显著增加了雌性和雄性海洋青鳉的肝指数,而MEHP只在高剂量时显著增加雄性青鳉的肝指数。对于雌性青鳉,DEHP暴露后肝脏雌激素相关基因ERα、ERβ、ERγ、VTG1、VTG2、ChgH和ChgL的表达水平显著上调,而对于雄性青鳉,DEHP暴露后,只有肝脏ERβ的表达水平显著上调。相比之下,MEHP暴露对雌性和雄性青鳉肝VTG和Chg基因表达无显著影响。DEHP激活了雌性和雄性青鳉的肝过氧化物增殖激活受体PPARα和PPARγ,而MEHP只在低剂量时上调了雄性青鳉PPARγ的表达。在雌性和雄性青鳉体内,VTG和Chg的表达与ERα和ERγ的表达显著相关,并且ER与PPAR也显著相关。研究表明,DEHP长期暴露可通过激活肝性激素受体调控肝雌激素响应基因(VTG和Chg)和过氧化物增殖激活受体(PPARα和PPARγ)的表达而对海洋青鳉产生内分泌干扰效应,并且显示出性别特异性。MEHP对海洋青鳉的内分泌干扰效应弱于DEHP。     

基于H4IIE细胞株测试间接雌激素效应物质的代谢活化方法

利用鼠肝癌细胞(H4IIE)代谢活化环境样品中间接雌激素效应物质的方法,以标准化合物双酚A和北方某污水处理厂各工艺过程的水样以及南方某水厂自来水样的有机提取物为对象,比较了代谢活化作用对雌激素效应检测结果的影响.研究结果表明,双酚A代谢活化产物的雌激素活性明显高于双酚A;环境样品中存在大量的间接雌激素效应物质,通过细胞代谢活化的方法能够检出其活性.因此,推荐将鼠肝癌细胞代谢活化与重组基因酵母检测的方法相结合,用于环境样品中直接和间接雌激素效应物质的检测.     

液液萃取—GC-MS法同时测定石化废水中双酚A和邻苯二甲酸二乙酯

建立了液液萃取（LLE）—气相色谱-质谱（GC-MS）法同时测定石化废水中双酚A（BPA）和邻苯二甲酸二乙酯（DEP）的新方法,对液液萃取条件进行了优化。最佳的液液萃取条件为：萃取剂为乙酸乙酯,水样调成酸性（pH<2）,每次加入萃取剂0.1 mL/mL、盐析剂NaCl 0.1 g/mL,萃取次数为6次,每次萃取时间为2 min。实验结果表明：在质量浓度1~100 mg/L的范围内,BPA和DEP测定标准曲线的线性关系良好;BPA和DEP的检出限（LOD）分别为5.18 μg/L和0.89 μg/L,定量限（LOQ）分别为17.11 μg/L和2.96 μg/L,回收率为81.4 %~124.9 %,相对标准偏差（RSD）（n=7）小于5.5 %。     

再生水中微量有毒有害污染物的初步筛查

采用气相色谱质谱联用(GC-MS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等方法对5个污水处理厂再生水中的162种微量有毒有害污染物进行了评价。在各种污染物中,酚类、酞酸酯、类固醇激素和金属类物质被检出。酚类物质的质量浓度为0.01~148 ng/L,符合地表水环境质量标准,但三氯生、双酚A仍存在一定的生态风险;酞酸酯类物质的质量浓度为0.1~0.45μg/L,符合地表水环境质量标准;类固醇激素的质量浓度为0.5~30 ng/L,具有内分泌干扰效应,需优先控制;金属类物质的质量浓度为1~27μg/L,满足污水排放标准和地表水环境质量标准。     

壬基酚聚氧乙烯醚降解前后的激素效应和诱变活性

采用重组基因酵母和SOS/Umu试验研究了壬基酚聚氧乙烯醚(NP₁₀EO)经生物降解前后的雌激素活性和致突变活性.结果表明,在降解反应开始后的4d内降解产物的雌激素活性较低且不具有致突变性.随着降解时间的不断增加,降解产物的雌激素活性和致突变性不断增强.降解20d后,降解产物的雌激素活性相当于1nmol 17-β雌二醇的61.6%,诱变比值大于2,表明壬基酚聚氧乙烯醚的生物降解产物同时具有雌激素活性和致突变活性,且两者在产生时间和活性数值方面均是同步的和成正相关的.因此致突变活性很可能是此类降解产物对生物机体具有雌激素活性的基础.     

我国直辖市畜禽养殖排放类固醇激素特征及其潜在污染风险

通过对北京、天津、重庆及上海4个直辖市畜禽养殖的统计分析,借鉴英美等发达国家的相关研究,估算了各直辖市畜禽养殖业类固醇雌激素和雄激素的年排放量,并初步探讨了各市单位耕地面积的类固醇雌激素承载量及类固醇雌激素对地表水体的潜在污染风险.结果表明,4个直辖中,重庆市的雌激素和雄激素年排放量处于4个直辖市之首,2008年两类激素的排放量分别达到1283.0和136.1 kg.北京和上海市类固醇激素总排放量均较10年前有所减少,尤其是上海市,10年间类固醇激素排放量减少了1/3.相反,天津市和重庆市的畜禽养殖业类固醇激素排放量却在增长.北京市单位耕地面积畜禽粪便类固醇雌激素的承载量最大,且明显增大,2008年达到839.1 mg·hm-2,是1998年的1.5倍.根据英国环保署(Environment Agency,United Kingdom)建议的最低可观测效应浓度10 ng·L-1,北京市和天津市的畜禽养殖排泄物有可能对当地地表水系统产生生态危害.在3种类固醇雌激素中,雌酮的排放对耕地承载的贡献最大.因此,各直辖市尤其是北京市和天津市亟需加强规模化养殖业管理,加强畜禽养殖业排污中类固醇激素的去除,保障城市的耕地及地表水生态安全.     

Assessment of estrogen disrupting potency in animal foodstuffs of China by combined biological and chemical analyses

Food has been documented as one of major routes for human exposure to environmental estrogens（EEs）, but information on the occurrence of EEs in animal foodstuffs is still scarce.This study analyzed estrogenic activity in 16 types of animal foodstuffs（n = 142） collected from four cities（Wuhan, Guangzhou, Wenzhou and Yantai） of China by combined yeast estrogen screen（YES） bioassay and chemical analysis. By bioassay, all samples＇ extracts were found to induce estrogenic activities and the bioassay-derived 17β-estradiol equivalent（EEQbio） ranged from 8.29 to 118.32 ng/g. In addition, the samples were analyzed by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry for further chemical analysis. 17β-Estradiol was found in all samples in this survey at levels of 0.44 to 15.04 ng/g.All samples had 33.1% detection rate of 17α-ethinylestradiol（EE2）, and the maximum concentration was 2.80 ng/g. Bisphenol A and 4-nonylphenols were detected in 83.8% and83.1% of samples, with concentrations up to 12.56 ng/g and 35.76 ng/g, respectively.However, the concentrations of estrone, diethylstilbestrol and 4-t-octylphenol were found to be below the limit of detection. A comparison of EEQbiomeasured from the YES assay and EEQchemcalculated from chemical analysis showed good correlation（R2= 0.84）. Based on the results, the YES assay can be used as a rapid pre-screening method for monitoring the levels of estrogenic activity in large numbers of animal foodstuffs, and chemical analysis used in combination can be used for the identification of specific EEs.