Oxidative stress and apoptosis of Carassius auratus lymphocytes induced by nonplanar （PCB153） and coplanar （PCB169） polychlorinated biphenyl congeners in vitro

Among all the 209 kinds of polychlorinated biphenyls (PCBs) congeners, nonplanar and coplanar PCB congeners have di erent levels of toxicity on mammal cells such as neuronal cells, but little is known about their toxicity on fish cells although PCB congeners usually have high bioaccumulation abilities in the detected fish bodies. This study showed that 2,2’,4,4’,5,5’-hexacholorbiphenyl (PCB153, nonplanar congener) and 3,3’,4,4’,5,5’-hexacholorbiphenyl (PCB169, coplanar congener) caused apoptosis on the isolated crucian carp (Carassius auratus) lymphocytes and the induced cytotoxicity was structure-dependent. According to the laser confocal microscope observations, apoptosis was clearly distinguished by condensation of nucleus, shrinkage and formation of apoptotic bodies. DNA fragmentation was detected by agarose gel electrophoresis. These typical morphological and biochemical characteristics indicate the occurrence of apoptosis on fish lymphocytes. According to the flow cytometry analysis, after the cells were exposed to 10 mol/L PCBs for 3 h, the apoptotic percentage induced by PCB153 was 23.41%, while that induced by PCB169 was even higher (31.03%). Furthermore, incubating PCBs with fish lymphocytes enhanced levels of reactive oxygen species (ROS) and malondialdehyde (MDA), clearly indicating the presence of oxidative stress and lipid peroxidation. Our data also demonstrate that the di erent cytotoxic e ects induced by coplanar and nonplanar PCBs were correlated with their structural characteristics and the coplanar congener was more cytotoxic than nonplanar congener. This study suggests that cytotoxicity mechanisms of the PCB congeners on fish lymphocytes depend on their planarity and chemical structures.     

猪肝微粒体体外代谢2,2’,4,4’-四溴联苯醚

多溴联苯醚(PBDEs)是一类在环境中普遍存在的持久性有机污染物,研究PBDEs的体外代谢行为对理解其在体内的富集和转化具有重要意义。文章以猪肝微粒体作为研究对象,以体外代谢形式研究其对2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)的代谢能力,优化了代谢条件,并研究了0.01、0.05、0.1、0.5、1、5、10 mg/L的BDE-47对细胞色素P450酶系中7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)、7-乙氧基异吩唑酮-O-脱乙基酶(EROD)和苯胺4-羟基化酶(ANH)活性的影响。结果表明,孵育0.1 mg/L的BDE-47时,猪肝微粒体对BDE-47的代谢率可达到28.6%。实验所设各浓度BDE-47均能够保护微粒体的ECOD活性,但较高浓度的BDE-47(0.5、1、5 mg/L)对微粒体的EROD活性有显著抑制作用,而各浓度BDE-47对ANH活性没有显著影响。     

木质素降解酶对四环素的降解可行性

选取了使用广泛、在环境中残留量大、生物毒性大、不易被生物降解的四环素类抗生素中的四环素,考察了其被木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)粗酶液体外降解的效果,证明2种酶对四环素均有较强的降解作用,并在此基础上比较了3个不同酶活(15 U·L-1、40U·L-1、70 U·L-1)下的降解率.结果表明,同等酶活(40 U·L-1)下,LiP比MnP的降解能力强,在适宜的反应条件下,LiP对50 mg·L-1四环素的降解率在5min内可达95%以上,而MnP在2h后仅达70%.对于LiP,当酶活从15 U·L-1升高至40 U·L-1时,降解率提高约15%,当酶活进一步升高至70 U·L-1时,降解率变化不大,而提高酶活可明显提高MnP对四环素的降解率.此外,通过反应进程中补加H2O2,可以明显提高MnP对四环素的降解率.     

模拟胃肠液用Tenax提取法测定多溴联苯醚的生物有效性

以室内灰尘和鱼样为介质,利用Tenax提取,采用动态方法模拟污染物在人体肠道中的消化吸收,研究多溴联苯醚(PBDEs)的口服生物有效性.结果表明,在18 mL模拟胃肠液中,随着胃肠液中Tenax质量增加,Tenax吸附的PBDEs(BDE28、47、66、100、99、85、154、153、138、183和209)增加,当Tenax的质量达到200 mg后,增加Tenax的用量不会增加PBDEs在Tenax中的吸附总量.对于灰尘,3—7溴BDEs的生物有效性为50.8%,而添加Tenax后,随着Tenax质量的增大,其修正后的生物有效性从84.9%增大到101.1%;类似,对于鱼样,PBDEs修正后的生物有效性从43.7%升高到70.7%.这种修正后的生物有效性比未进行修正的结果更接近活体实验测得的PBDEs的生物利用度数据.因此,在18 mL模拟胃肠液中,采用200 mg的Tenax,用于模拟小肠对胃肠液中PBDEs的吸收,可以获得最差场景条件下PBDEs的生物有效性.     

应用体外胃肠模拟法研究土壤中多氯联苯的生物有效性

采用体外胃肠模拟法,研究了土壤中多氯联苯的生物有效性.研究结果表明,PCBs在模拟胃液中的生物有效性为3.36%-12.48%,肠液中的生物有效性为34.62%-58.90%.胃肠液的pH值、消化时间及液固比均会影响其生物有效性:pH在中性时的生物有效性显著高于酸性条件下,消化时间的延长和液固比的增加均会使生物有效性增...     

联苯胺对鲫鱼肝线粒体DNA(mtDNA)作用的研究

采用平板电泳的方法,研究等浓度连续喂养的鲫鱼肝线粒体DNA的表达条带差异特征.结果表明:该实验中的鲫鱼mtDNA拥有两个EcoR Ⅰ的酶切位点;随着联苯胺作用时间的延长,mtDNA双链断裂呈三个依次递进的状态;线粒体DNA的断裂总是从低分子量链向高分子量链的断裂转移.     

5种海鱼脑AChE对2种有机磷农药的敏感性比较

以鲈鱼、黄鱼、美国红鱼、真鲷和黑鲷为实验材料,采用半抑制浓度(IC_(50))和双分子速率常数(K_i)为指标,通过体外抑制作用比较了5种海鱼脑乙酰胆碱酯酶[AChE(EC 3.1.1.7)]对马拉硫磷和甲基对硫磷的敏感性。结果表明:(1)5种海鱼脑AChE基础活性为10.18～22.64[μmol/(min·g)],黄鱼的酶活性最高,鲈鱼的酶活性最低。(2)对马拉硫磷,由IC_(50)所得到的AChE敏感性为:黄鱼、鲈鱼、真鲷>黑鲷>美国红鱼;由K_i所得到的AChE敏感性为:鲈鱼、黄鱼、真鲷>黑鲷>美国红鱼。对甲基对硫磷,由IC_(50)所得到的AChE敏感性为:鲈鱼>黄鱼、真鲷、黑鲷>美国红鱼;由K_i所得到的AChE敏感性为:鲈鱼、黄鱼、黑鲷>真鲷>美国红鱼。鲈鱼和黄鱼对2种有机磷农药都较为敏感。(3)鱼脑AChE活力抑制作用与水体中的有机磷农药具有良好的剂量—效应关系。在1～100mg/L浓度范围内,两者间呈现较好的线性相关性,其相关系数基本上都在0.98以上。根据AChE的敏感性及其对有机磷农药的线性响应程度,黄鱼和鲈鱼脑AChE分别适于作为监测马拉硫磷和甲基对硫磷的指示酶。     

基于有害结局路径的化学物质计算毒理学研究

计算毒理学利用分子致毒机制信息和数学模型预测化学物质对人体健康和环境的危害。有害结局路径(adverse outcome pathway, AOP)可将化学物质在个体水平的危害或有害结局(adverse outcome, AO)与其在分子水平上的启动事件(molecular initiating event, MIE)建立关联，为将表征分子致毒机制的体外生物测试数据应用到高通量的化学物质毒性预测中提供了可能。然而，目前缺乏基于有害结局路径的高通量预测化学物质毒性的研究。本研究基于AOP框架，联合ToxCast体外测试数据，选取101种典型环境化学物质进行毒性预测，并通过与PubChem内已报道的化学物质毒性比较，对预测结果进行评价。结果表明，基于AOP预测到101种化学物质共可潜在诱导58个AOs,覆盖了生殖毒性等在内的11个毒性类型。不同毒性类型的真阳性预测率(true positive rate, TPR)不同，其中致癌/遗传毒性、生殖毒性与消化系统毒性的TPR均超过了70%,而神经毒性与呼吸系统毒性的TPR均低于30%。不同毒性类型的TPR与AOP知识库中该毒性类型的AOP (P<0.02,r=0.685)、MIE(P<0.01,r=0.734)、体外生物测试的数量(P<0.01,r=0.752)和化学物质体外测试数量(P<0.01,r=0.293)呈显著正相关。综上，本研究的结果表明，增加高通量体外测试数据和丰富AOP知识库，将进一步提高对化学物质的潜在毒性预测的准确性，为未来化学物质的高通量筛查和风险评估提供支撑。