基于体外暴污模式的多种典型污染物生物毒性效应研究

发布时间：2019-07-17 18:43

【摘要】：化学污染物的存在给生物体和生态环境的健康发展造成了巨大的压力,其经生物体吸收后可产生不同程度的毒性效应。环境中的污染物数量庞大、种类繁杂,并且每年还有很多新化合物不断流入环境中,对这些化合物的生物毒性效应进行快速检测和监测是十分必要的。因此本文采用一种体外急性暴污模式,研究了4种金属离子和4种溴代阻燃剂对罗非鱼离体肝脏抗氧化系统的影响,并探讨抗氧系统相关指标成为生物标志物的可能性；同时,应用彗星实验检测了金属离子、合成色素、溴酸盐等多个典型污染物对THP-1细胞的单一/复合DNA损伤毒性效应,研究其体外遗传毒性效应,具体研究工作如下： (1)对抗氧化系统中3个指标(GSH、GST和SOD)检测方法进行了优化,将其与微孔板检测系统结合,获得了简单、快速、灵敏的检测方法,并大大提高了样品检测数量。将优化方法成功用于四种重金属离子和四种溴代阻燃剂对罗非鱼离体肝脏抗氧化系统影响的检测。结果表明,GSH对重金属暴污响应灵敏,GSH响应随金属暴污浓度升高先升高后下降,呈“钟型”趋势,GST活性则随金属暴污浓度升高不断下降,且具有较好的剂量-效应线性关系,因此GSH和GST有望共同成为金属污染物的潜在生物标志物。四种溴代阻燃剂(BFRs)胁迫下,较于高溴含量的HBCD和BDE-209,低溴含量的BDE-47和TBBPA诱导GSH含量和SOD活性均上升程度更大,表明低溴含量的溴代阻燃剂具有更强的生物干扰效应；并且酶类指标(GST和SOD)表现出了较好的灵敏性和剂量-效应线性关系,GST对除TBBPA外的3个BFRs最低响应浓度均≤1ng/L,SOD对所有被试BFRs最低响应浓度均≤10ng/L,且与多个BFRs在较宽的浓度范围内存在良好的剂量-效应线性关系,因此,GST和SOD有望共同成为BFRs的潜在生物标志物。 (2)对单细胞凝胶电泳技术(彗星实验)进行了优化,并将优化方法用于多个污染物的单一暴污体外DNA损伤毒性检测。结果显示金属离子对THP-1细胞DNA损伤毒性最强,其次是合成色素类化合物,然后是丙烯酰胺,溴酸盐化合物表现出了最弱的体外DNA损伤毒性效应。 (3)污染物复合暴污试验中,彗星实验结果表明,碱性橙Ⅱ的存在能够显著提高其他化合物的DNA损伤毒性,而丙烯酰胺的共存则对大多数化合物的毒性没有显著影响,表明复合暴污是一个十分复杂的过程,易受多重外在因素的影响,因此,在制定相关污染物的环境标准时,应充分考虑复合污染的影响。 (4)单一和复合暴污试验中,THP-1细胞DNA损伤响应与暴露浓度之间均存在剂量-效应关系,表明彗星实验是一种快速、有效的体外DNA损伤检测方法。 (5)本文采用体外暴污模式研究了多个化学污染物对罗非鱼肝脏抗氧化系统的影响以及对THP-1细胞的DNA损伤毒性效应。较于体内动物实验,体外实验方法具有较好的灵敏性,且体外培养条件易于控制,能够尽量减小个体差异的影响,因此重复性好,同时,针对不同的化合选择对应的靶器官和细胞进行实验,因而具有良好的专一性和灵活性,另外,体外实验更易达到快速灵敏、高通量检测水平,这对于环境中大量污染物的初步毒性检测和筛查具有重要的意义。本文中体外实验结果与文献中体内实验结果具有一定的一致性,因此体外实验是一个有潜力的方法,可与体内实验共同用于环境毒理学领域的研究中。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R114

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