拟除虫菊酯杀虫剂的广泛、高频使用对哺乳动物促性腺激素分泌的干扰效应及分子机理

拟除虫菊酯是仿效天然除虫菊酯化学结构的合成酯类，是目前工农林业以及日常家庭中广泛、高频使用的一大类杀虫剂。拟除虫菊酯杀虫剂在食品和家居环境中的高检出率以及其本身具有的生物活性，其对人类和其他哺乳动物的内分泌干扰作用值得关注，然而国内此方面的研究极为有限。从化学结构上看，拟除虫菊酯是典型的手性化合物，而其内分泌干扰作用的对映体选择性尚未见报道。本课题拟以两种在我国广泛使用的拟除虫菊酯杀虫剂- - 联苯菊酯和氰戊菊酯为研究对象，以雌性小鼠为研究模型，检测联苯菊酯和氰戊菊酯在体内下丘脑-垂体-性腺轴的吸收和残留特征以及对映体选择性，并在细胞水平和分子水平研究低浓度暴露下对垂体分泌促性腺激素（FSH和LH）以及卵巢分泌类固醇激素（雌激素、孕激素、雄激素）的干扰作用的对映体选择性差异。旨在从对映体选择性层面上揭示拟除虫菊酯杀虫剂的内分泌干扰作用的分子机制，为手性农药的环境安全和健康风险评价提供科学依据。

拟除虫菊酯是目前工农林业以及日常家庭中广泛、高频使用的一大类杀虫剂。拟除虫菊酯杀虫剂在食品和家居环境中的高检出率以及其本身具有的生物活性，其对人类和其他哺乳动物的内分泌干扰作用值得关注。从化学结构上看，拟除虫菊酯是典型的手性化合物，而其内分泌干扰作用的对映体选择性尚未见报道。本项目以两种在我国广泛使用的手性拟除虫菊酯杀虫剂——联苯菊酯和氯氰菊酯为研究对象，在细胞水平、分子水平和动物整体研究了低浓度暴露下对卵巢分泌的类固醇激素和前列腺素以及垂体分泌的促性腺激素（FSH和LH）的干扰作用，从对映体选择性层面上揭示了拟除虫菊酯杀虫剂的内分泌干扰作用的分子机制，为手性农药的环境安全和健康风险评价提供科学依据。研究结果发现，顺式联苯菊酯通过PKA信号通路干扰卵巢相关基因的表达和前列腺素的合成，顺式联苯菊酯的对映体对卵巢激素合成与基因表达的干扰作用具有对映体选择性差异，其1S-cis-BF对映体相对于1R-cis-BF对卵巢孕激素和前列腺素合成与基因表达有更强的干扰作用；氯氰菊酯通过激活L型Ca2+通道和抑制内质网Ca2+-ATP酶活性，诱导胞质内Ca2+浓度上升，激活PKC/c-Raf/钙调蛋白/ERK通路，诱导转录因子egr-1、c-fos、c-jun表达，从而调节FSHβ、LHβ和Cgα的基因的表达，影响促性腺激素FSH和LH的合成与分泌。以上研究结果发表5篇SCI论文（含录用）于国际期刊Toxicology，PLoS One和Chemoshpere，发表1篇论文于国内一级期刊《中国科学•化学》。