卤代有机污染物抑制甲状腺激素代谢酶活性的研究进展

甲状腺激素(thyroid hormones,THs)对生物体细胞的正常发育和分化至关重要,甲状腺激素失调可引起中枢神经系统、肺、心血管和其他器官的异常发育。研究表明,环境中的卤代有机污染物(halogenated organic contaminants,HOCs)及其代谢产物具有甲状腺激素干扰效应。抑制参与THs代谢的生物酶,例如磺基转移酶(sulfotransferases,SULTs)和脱碘酶(deiodinases,DIs),是HOCs及其代谢产物干扰THs正常功能的重要方式。本文重点综述了HOCs对不同甲状腺激素代谢酶的抑制效应的研究,讨论了环境计算化学和预测毒理学方法在该领域的重要应用,期望为HOCs干扰甲状腺激素酶代谢活性的深入研究提供借鉴与参考。     

六溴环十二烷及其复合污染脑发育期暴露对大鼠甲状腺激素代谢过程的影响

研究六溴环十二烷（HBCD）及其复合污染对发育期幼鼠甲状腺激素代谢过程的影响。设计HBCD单一暴露剂量（10、50、100、300ttg·kg-1）,及HBCD与等浓度商用多溴联苯醚DE-71按2：1复合暴露剂量（10、50、100、300gg·kg-1）,对新生3d的SD大鼠进行为期42d的暴露,放射免疫法测定血清中甲状腺激素（TT3,TT4,FT3,FT4,TSH）水平,并分别测定肝脏和脑组织中甲状腺激素脱碘酶（D1,D2）活性及其对应基因的相对表达水平。与对照组相比较,经HBCD暴露后,大鼠血清中TT4、TT3、FT4、FT3浓度随着暴露剂量增大呈现先升高后下降的趋势,其中10μg·kg-1剂量组的FT3质量分数显著升高（P〈0．05）,300μg·kg-1剂量组的FT4质量分数显著下降（P〈0．05）;TSH则呈现下降趋势。lO、50及300μg·kg-1剂量组的TSH质量分数均显著下降（P〈0．05）。HBCD／DE-7l复合暴露后,大鼠血清中TT4、TT3、FT4、FT3浓度随着暴露剂量的增大呈升高趋势,其中50μg·kg-1剂量组TT4质量分数显著升高（P〈0．05）,50μg·kg-1及300μg·kg-1剂量组FT4质量分数显著升高（P〈0．05）,300μg·kg-1剂量组FT3质量分数显著升高（P〈0．05）。单一暴露后,D1活性及基因表达水平均呈下降趋势,300gμg·kg-1剂量组基因表达水平下降显著（P〈0．05）;D2活性及基因表达水平则均呈现下降趋势,50μg·kg-1剂量组均显著下降（P〈0．05）;HBCD／DE-71复合暴露后,D1、D2活性及其基因表达水平则均呈升高趋势,其中100μg·kg-1剂量组D1活性及基因表达水平均显著性升高（P〈0．05）,300μg·kg-1剂量组D2活性显著性升高（P〈0．05）。HBCD及HBCD／DE-71复合污染物均能通过改变甲状腺激素代谢酶的活性及mRNA表达水平进一步影响机体甲状腺激素的内稳态平衡,且HBCD单一暴露与HBCD／DE-71复合暴露对机体毒性作用途径及所产生的毒性效果存在着很大的差异。     

Impact of environmental pollutants on vertebrate thyroid systems

甲状腺激素在脊椎动物新陈代谢、生长发育与繁殖等生理过程中起着重要的调节作用.环境污染物种类和数量不断增加,其中有很多污染物具有环境内分泌干扰的作用.甲状腺对环境污染物具有极敏感的反应,污染物不仅会引起滤泡及滤泡细胞大小、滤泡细胞数量和滤泡腔中胶质含量的改变,影响到甲状腺激素合成、分泌、转运以及代谢中多种酶的表达和活性变化,还参与和甲状腺激素的竞争性结合,进而影响到机体中由甲状腺激素调节的各项生理功能,甚至会导致机体趋于死亡.由于两栖类幼体——蝌蚪的变态发育阶段直接受到甲状腺激素的调控,现已被确认为筛选和研究环境内分泌干扰物的首选生物检测指示动物.     

水环境中溶解态腐殖酸对锌抗甲状腺激素干扰效应的影响

本文以重金属锌为研究对象,应用重组人甲状腺激素受体(h TR)基因酵母快速测试方法,检测溶解态腐殖酸对锌抗甲状腺激素干扰效应的影响,利用阳极溶出伏安法(ASV)检测溶解态腐殖酸与锌作用后,生物有效态锌含量的变化,同时利用三维荧光光谱中的激发-发射矩阵(3DEEM)技术初步考察腐殖酸与锌的作用机制.结果表明,氯化锌具有显著的抗甲状腺激素干扰效应,其RIC20(抑制率为20%时氯化锌的浓度)值为1.70×10-5mol·L~(-1),当腐殖酸与氯化锌作用后,其抗甲状腺激素干扰效应降低了30%~50%,ASV测试结果表明当腐殖酸和氯化锌溶液混合后,生物有效态锌含量明显降低,与生物测试结果相似;紫外照射腐殖酸与氯化锌的混合体系后,其抗甲状腺激素干扰效应上升,但仍低于未加腐殖酸氯化锌溶液的抗甲状腺激素干扰效应值;3DEEM的测试结果表明氯化锌能够降低腐殖酸荧光峰的荧光强度,能够直观地表征腐殖酸与氯化锌相互作用.上述结果可为研究环境水体中锌的生物毒性及锌水质基准的制定提供基础数据和理论支持.     

十溴联苯醚（BDE209）在虹鳟体内的羟基代谢产物及其对甲状腺激素水平影响的初步研究（Preliminary Research on Hydroxylated Metabolites of Decabromodiphenyl Ether and Their Effects on Thyroid Hormone in Rainbow Trout（Oncorhynchus mykiss））

十溴联苯醚（Decabromodiphenyl ether, BDE209）被认为是可疑甲状腺素（TH）干扰物,但干扰机制目前尚不清楚. 采用单次腹腔注射的暴露方式,考察了在28d的实验周期内,不同浓度组的十溴联苯醚在虹鳟（Oncorhynchus mykiss）体内的羟基化代谢产物浓度与甲状腺激素（T3和T4）水平. 结果表明：十溴联苯醚在虹鳟的肝脏和血液中均可代谢为低溴代羟基多溴联苯醚,且羟基代谢产物在整个实验周期中浓度不断累积;与此同时,血浆中T3和T4浓度均出现下降趋势. 进一步的统计分析结果表明,羟基代谢产物与T3和T4浓度水平分别呈显著的负线性相关关系,这说明血浆中的甲状腺激素水平下降可能是由羟基化产物所引起的.     

生产源区人血清中六溴环十二烷水平与甲状腺激素相关性研究

采用超高效液相色谱-电喷雾离子源-串联三重四极质谱(UPLC-ESI-MS/MS)检测了六溴环十二烷(HBCD)在生产源区人血清中的浓度.80个人血清样品中ΣHBCD含量(以脂重计,下同)为nd~2702.5 ng·g-1,均值和中值分别为104.9ng·g-1和5.9 ng·g-1,其中42个样品中γ-HBCD丰度最高,26个样品中α-HBCD丰度最高.ΣHBCD浓度与年龄、性别无显著性相关.本研究中,生产源区人群血清甲状腺5项指标异常率高达33%.且检出HBCD异构体的人血清样本中TSH、T3、FT3、T4及FT4这5项指标出现异常的概率显著高于未检出HBCD的血清样本.本研究认为生产源区居民属于HBCD高暴露人群,人群暴露HBCD可能会显著增加甲状腺五项指标异常的发生率.     

四溴双酚-A和五溴酚对红鲫甲状腺激素和脱碘酶的影响

将红鲫(Carassius auratus)分别暴露于0.5mg·L-1四滇双酚-A(TBBPA)和0.1 mg·L-1五澳酚(PBP)中28 d,采用放射性免疫分析法和化学发光酶联免疫分析法检测红鲫的血清甲状腺激素水平和肝脏脱碘酶活性.结果显示,TBBPA能使红鲫血清TT4和TT3水平降低,rT3水平、肝脏脱碘酶ID2和ID3活性升高.PBP对红鲫甲状腺系统的干扰要小于TBBPA,它对红鲫血清TT3水平和ID2活性几乎没有影响.上述结果表明,TBBPA和PBP能够干扰红鲫体内甲状腺激素的稳态,加速甲状腺激素在肝脏内的转化和代谢;这可能是通过抑制甲状腺激素与运载蛋白的结合来实现的.     

六溴环十二烷转甲状腺素蛋白结合活性及其发育期暴露的甲状腺激素干扰效应研究

为了探讨新型溴代阻燃剂六溴环十二烷(HBCDs)的潜在健康危害,采用体外研究与动物暴露实验相结合的方法,分析了HBCDs与转甲状腺素蛋白(TTR)的结合活性,以及不同剂量HBCDs暴露对发育期大鼠体内甲状腺激素水平的干扰作用.TTR竞争结合实验显示,HBCDs与125 I-T4竞争结合TTR的能力随溶液浓度的增加而升高,但即使在80μmol.L-1的高浓度下,125I-T4与TTR的结合率仍高达75.08%,表明HBCDs抑制甲状腺激素T4与转运蛋白结合的能力较弱.动物实验结果表明,新生3 d大鼠暴露于0.2 mg/kg及1 mg/kg剂量的HBCDs 21 d后,与对照组相比,暴露组大鼠血清中总三碘甲状腺原氨酸TT3、游离三碘甲状腺原氨酸FT3的含量显著升高(p0.05、p0.05);总甲状腺激素TT4、游离甲状腺激素FT4含量下降约20%,促甲状腺激素水平上升30%～230%,但3个指标变化均不具统计学意义.结合体内实验及动物实验结果,HBCDs可能通过对甲状腺激素T3的协同或替代作用产生直接和间接的甲状腺干扰效应.低剂量的HBCDs暴露即可导致发育期大鼠甲状腺激素内稳态失衡,对HBCDs发育期暴露的毒性作用值得关注.