食品中典型稀土对发育不同敏感窗口期免疫-神经-内分泌网络的毒性效应及其机制研究

The study aims to investigate toxicological effects and mechanism of typical rare earth elements lanthanum and cerium in foods on immune-neuro-endocrine network exposed in different early sensitive windows. The effect biomarkers of developmental immunotoxicity include the parameters of cellular immunity, humoral immunity, nonspecific immunity and immune pathological index; the biomarkers of neurotoxicity include motor ability, learning and memory abilities, auditory, startle, and neural chemical indicators; the biomarkers of endocrine disruption contain sexual maturity, morphology and vitality of sperms, pathology of reproductive organs, and thyroid hormone levels, etc. The results may be as followed: 1) The relationship between the external exposure of lanthanum and cerium and their internal exposure markers will be illluminated, and the accumulation of lanthanum and cerium in different organs of maternal and offspring will be studied. 2) The effects of lanthanum and cerium on immune-neuro-endocrine network exposed in different early sensitive windows will be illluminated, the sensitive target of lanthanum will be compared with that of cerium, and the scientific evidence will be provided to establish ADI. 3) The effects of lanthanum and cerium exposures on immune system development in early different sensitive windows will be investigated, and the scientific evidence will be provided to evaluate the effects of rare earth element exposure on the offspring.

本研究选择食品中典型稀土元素镧和铈作为研究对象，以免疫－神经-内分泌网络为潜在的敏感靶点，研究不同敏感窗口期暴露于稀土元素对免疫－神经-内分泌网络的毒性效应及其机制。免疫发育毒性评价的效应标志物包括反映细胞免疫、体液免疫、非特异性免疫和免疫病理学的指标；神经毒性的效应标志物包括运动能力、学习记忆能力、听觉能力、惊吓反映能力和神经化学指标等；内分泌干扰作用的效应标志物包括性成熟、精子形态和活力、生殖器官组织病理学、甲状腺激素水平等。本项目将：1）研究镧和铈暴露与其内暴露标志物的相关性，探讨镧和铈在母体和子代不同脏器的蓄积性；2）评价早期不同窗口敏感期镧和铈暴露对神经－免疫－内分泌网络的影响，比较不同稀土元素镧和铈敏感的靶点及其作用机制，为制订ADI提供科学依据；3）评价早期不同窗口敏感期镧和铈暴露对免疫系统发育的影响，为评估人群稀土元素暴露对子代的影响提供科学依据。

本项目以食品中典型稀土元素镧为研究对象，选择免疫发育毒性、神经毒性和内分泌干扰作用评价的效应标志物，研究大鼠稀土元素镧暴露与子代经“血-胎盘屏障”内暴露标志物的相关性，以及孕期和出生后早期暴露稀土元素镧对子代免疫-神经-内分泌网络的毒性效应及其机制。主要结果如下：. 一是获得了稀土元素镧外暴露与内暴露标志物的相关性数据，探讨了稀土元素镧在母体和子代蓄积性，提示稀土元素镧可通过母体胎盘进行胎鼠体内。. 二是采用基准剂量法分析免疫-神经-内分泌网络敏感靶点各指标的剂量-反应关系，获得拟合最佳剂量-反应模型及曲线、基准剂量低限值。. 三是评价了孕期和出生后2个月不同窗口敏感期镧暴露对神经-免疫-内分泌网络的影响，确定了不同窗口期稀土元素暴露的免疫-神经-内分泌网络敏感靶点，并对其进行初步探索，为制订ADI提供一定的科学依据。研究结果还显示，这两个窗口期均可对实验动物的神经递质水平产生影响，但出生后2个月暴露稀土元素镧主要对实验动物的神经运动能力产生影响，孕期暴露主要对免疫系统产生影响。. 四是从免疫病理学、细胞免疫、体液免疫、非特异性免疫指标中筛选出发育免疫毒性评价的敏感试验方法，初步建立发育免疫毒理学评价方法，为建立发育免疫毒理学评价体系提供了一定的科学参考依据。. 项目完成预期研究任务，已发表中文科研论文2篇，已接收SCI英文科研论文1篇；完成2篇硕士毕业论文；完成1部发育免疫毒理学评价方法指南；基于项目成果编制食品安全风险评估专项技术报告，形成政策性建议。急性经口毒性试验和大鼠90天毒性试验结果被国家食品安全风险评估专家委员会应用于我国稀土元素风险评估优先项目，为我国食品安全工作提供科学支持。