水胺硫磷和甲氰菊酯对人体SH-SY5Y细胞的单一及联合效应研究

发布时间：2019-02-16 21:44

【摘要】：随着生活水平的不断提高,人们越来越关注营养健康与食品安全,果品因其高营养价值在食品生产和消费中占较大比重,而果品上的农药残留也成为食品安全工作中关注的重点。农药具有神经毒性、免疫毒性、生殖发育毒性等多种潜在毒性,过量或长期使用会在环境和食物中产生残留,通过饮食和环境进入人体会对健康造成极大威胁。近年来为了提高药效、降低害虫的抗药性,达到更好的防治效果,农业生产中常常复配、交替或混合施用多种农药,如有机磷和拟除虫菊酯农药的复配,这导致农产品中可能会同时残留多种不同的农药,人们也不可避免地持续暴露于复杂的农药混合物中,因此,不同农药之间的联合毒性及其作用机制也逐渐受到关注。此外,传统的农药毒理学研究大多采用活体动物试验,但是动物试验耗时、耗力、花费大,而离体细胞培养方法具有快速、简便、成本低等优点,成为近年来农药安全性评价的常用方法。有机磷农药水胺硫磷和拟除虫菊酯类农药甲氰菊酯是果品中检出率较高的两种农药,他们同属于典型的神经毒剂,研究其联合效应有利于今后相关残留限量标准的制定和农药安全性评价。本论文以敏感细胞人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y为试验对象,首先以细胞存活率为毒性指标,研究了水胺硫磷和甲氰菊酯单一及复合暴露对其产生的细胞毒性,并利用联合指数法(CI)评价了两种农药对细胞毒性的联合效应。同时,以细胞形态和AChE活力为毒性观测指标,研究了两种农药单一及复合暴露对该细胞产生的神经毒性,并评价了两种农药对细胞神经毒性的联合效应。此外,本论文还通过测定细胞内ROS水平、SOD活力、CAT活力、MDA含量及Nrf2基因相对表达量等毒性指标,研究了两种农药单一及复合暴露对SH-SY5Y细胞产生的氧化应激效应,并评价了两种农药对细胞氧化应激的联合效应。主要研究结果如下:(1)水胺硫磷和甲氰菊酯在不同浓度、不同时间下单一及复合暴露时均会诱导SH-SY5Y细胞产生细胞毒性,导致细胞存活率的下降,且SH-SY5Y细胞毒性与两种农药的暴露浓度、暴露时间均呈正相关关系。其中,水胺硫磷在12 h、24 h、48 h和72 h下对SH-SY5Y细胞的半数致死浓度分别为201.06μmol/L、116.78μmol/L、53.12μmol/L和19.72μmol/L,甲氰菊酯在12 h、24 h、48 h和72 h下对SH-SY5Y细胞的半数致死浓度分别为227.70μmol/L、150.94μmol/L、56.79μmol/L和21.30μmol/L。水胺硫磷的细胞毒性略强于甲氰菊酯。(2)水胺硫磷和甲氰菊酯在不同浓度下单一及复合暴露24 h均会诱导SH-SY5Y细胞产生神经毒性,导致细胞发生密度下降、胞体先拉长后皱缩变圆、神经轴突先生长后变短脱落等形态学改变,同时不同程度的抑制SH-SY5Y细胞的AChE活力。水胺硫磷的神经毒性强于甲氰菊酯。(3)水胺硫磷和甲氰菊酯在不同浓度下单一及复合暴露24 h均会诱导SH-SY5Y细胞产生氧化应激效应,激发SH-SY5Y细胞内ROS的释放,诱导ROS水平升高,同时抑制细胞抗氧化系统中的SOD、CAT活力,进而加重氧化损伤程度,发生脂质过氧化反应并激活细胞Nrf2信号通路,最终导致细胞MDA含量的升高和Nrf2基因相对表达水平的上调。甲氰菊酯诱导SH-SY5Y细胞产生的氧化应激效应比水胺硫磷更强。(4)在本试验设定浓度下暴露24 h,水胺硫磷和甲氰菊酯对SH-SY5Y细胞的细胞毒性及氧化应激效应的联合作用均呈现协同效应,导致两种农药的等浓度混合物对该细胞存活率、SOD活力和CAT活力产生的毒性均强于两种农药单一使用,但对其神经毒性指标AChE活力抑制的联合作用随着混合物暴露浓度的增大先后呈现协同、相加和拮抗效应。本论文的研究结果可为有机磷农药水胺硫磷和拟除虫菊酯类农药甲氰菊酯的毒理学研究提供了数据支持,同时也为有机磷和拟除虫菊酯类农药残留混合污染风险评估提供了一定的参考。
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【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS201.6;TQ450.26

【参考文献】