氟虫腈及其代谢物的细胞毒性研究

发布时间：2020-09-02 21:16

　　 2017年爆发的“毒鸡蛋”事件引起了人们对于氟虫腈的重视。氟虫腈是一种苯基吡唑类杀虫剂,其大量使用严重威胁了农产品的安全性。氟虫腈及其降解代谢产物对于哺乳动物具有一定的神经毒性,并且其代谢产物可能毒性更高。目前相关的毒性研究主要集中于动植物体,无法获知细胞层面的具体毒性作用差异。本文以PC12细胞为模型,开展了氟虫腈及其代谢物的细胞毒性研究,以期在微观层面探究其神经毒性存在的差异及原因,为毒性机理研究和安全性评价提供依据和指导。本文对氟虫腈及其代谢物在细胞中的降解代谢进行了研究,并结合细胞活性测定、脂质组学以及氨基酸代谢组学研究方法探究了氟虫腈及其代谢物对于PC12细胞的毒性作用差异。主要结论如下:1、建立了氟虫腈及其代谢物在PC12细胞中的检测方法。细胞样品经过破碎后,以0.5%乙酸乙腈提取,涡旋离心,过0.22μm滤膜后上UPLC-MS/MS测定。PC12细胞中氟虫腈及其代谢物的线性范围在0.1-100μg/L之间,回收率为83.53-114.11%,相对标准偏差(RSD)低于7.54%。以上结果证明该法灵敏性,可靠性和简便性,可作为降解代谢研究的手段。2、通过降解代谢实验研究了四种物质在PC12细胞中的稳定性。结果证明四种物质暴露细胞72h的时间内代谢转化较少,特别是氟虫腈砜,几乎不发生代谢转化。说明氟虫腈砜在PC12细胞中最为稳定,可对细胞产生持久性的影响,需要对其加以关注。3、基于脂质组学技术,研究了四种物质暴露对PC12细胞活性以及甘油磷脂的影响。细胞活性的实验结果显示:氟甲腈染毒组细胞活性下降最明显,其次是氟虫腈砜组。脂质组学结果则显示:甘油磷脂含量也有较大差异,氟虫腈砜与氟甲腈暴露后产生的差异代谢物更多,对PC、PS、PI均有较为显著的影响,氟虫腈和氟虫腈亚砜暴露仅对PC和PI的影响较为显著。结合相关文献可知氟虫腈和氟虫腈亚砜主要影响神经活动、细胞信号传导,而氟虫腈砜和氟甲腈除此之外还影响了线粒体凋亡。以上结果说明线粒体凋亡过程可能是氟甲腈和氟虫腈砜具有更强毒性的原因。4、借助代谢组学技术研究了四种物质暴露后对细胞内氨基酸的影响。研究结果显示:氟虫腈砜和氟甲腈引起了更多的氨基酸类物质上调,并且更多的的差异代谢物。氟甲腈的差异代谢物最多,除共有的差异代谢物外,还有苯丙氨酸等四种差异代谢物,分别与氧化应激、神经元损伤、磷脂合成、机体免疫有关。氟虫腈砜则还有苯丙氨酸和组氨酸两种差异代谢物,分别与氧化应激反应、抗炎反应有关。以上也可能是氟甲腈和氟虫腈砜具有较强毒性的原因。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ453;TS201.6
【部分图文】：

讨论在 PC12 细胞中降解代谢研究看出，细胞暴露于 21.49μg/mL 氟虫腈 6 小时后 PC12 细胞中.10μg/L，24h 后最终增加至 12.74μg/L。随着时间的推移降至 8的三种代谢产物均检测到低于 2μg/L 的水平，表明氟虫腈在 72 0h 到 72h，可以观察到氟虫腈砜和氟虫腈亚砜（氧化产物和氟度从 0.16 到 1.24μg/L 和 0.12 到 0.42μg/L 不等，这可以证明 虫腈砜和氟虫腈亚砜，另 部分氟虫腈可代谢并从细胞中排出可以得出，72h 后氟虫腈在 PC12 细胞中的主要代谢产物为氟虫小鼠体内的主要代谢途径是通过硫醚基团的氧化产生氟虫腈砜，氟虫腈砜也是人肝微粒体（HLM）中 CYP 氧化的主要代谢产 致，可以证明氟虫腈在哺乳动物机体内代谢产物主要为氟虫

图 3-2 氟虫腈砜暴露 72h 内各种化合物的含量变化（n=6）anges in the content of various compounds during exposure to fipronil sulfon亚砜在 PC12 细胞中降解代谢研究以看出，氟虫腈亚砜的含量在 6h 后迅速上升，但在 24h 后明砜的含量从 24 小时到 72 小时有增加的趋势，与氟虫腈亚砜氟虫腈的还原产物，可以推测推测它可能在细胞中先氧化生虫腈砜。但目前没有相关文献的支持，证据不够充分，还需砜可能的代谢机制。

图 3-2 氟虫腈砜暴露 72h 内各种化合物的含量变化（n=6）hanges in the content of various compounds during exposure to fipronil sulfone亚砜在 PC12 细胞中降解代谢研究可以看出，氟虫腈亚砜的含量在 6h 后迅速上升，但在 24h 后明腈砜的含量从 24 小时到 72 小时有增加的趋势，与氟虫腈亚砜的是氟虫腈的还原产物，可以推测推测它可能在细胞中先氧化生成氟虫腈砜。但目前没有相关文献的支持，证据不够充分，还需要亚砜可能的代谢机制。

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本文编号：2811110