CYPs介导的噻嗪酮体内代谢及其毒性机制研究

基本信息
批准号:21407101
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:朱娜
学科分类:
依托单位:山西大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王言荣,刘蕾,刘小芳,库婷婷,闫微,侯美伊
关键词:
代谢细胞毒性噻嗪酮CYP
结项摘要

Buprofezin, one of the current agricultural insecticides, has been extensively used and founded residual content in plants (rice, tea, etc.), soil and water environment. The previous works have displayed the inhibition on development and hatching of embryos, and the genotoxicity on mammalian cells. However, it is not explicit about its metabolic pathways and toxic mechanism in non-target organisms. To explain that, we design the whole animal experiments, analyzing the distribution in different tissues and the metabolites in different excreta; we plan to carry out the in-vitro enzymatic reactions in mice liver microsomes, revealing the key CYP enzymes, main metabolites and metabolic characteristics in mammals; we prepare to use the rat primary hepatocytes and L02 cell models, studying the variation of metabolites and toxicities when inhibitors and inducers were adopted. Finally, the correlation between buprofezin metabolism and toxicity variation was taken into discussion. And all the above investigation of chemical analysis, metabolic pathways and toxic mechanism, were combined to guide the rational use of buprofezin, reduce the risk of environmental pollution, and protect the non-target organisms from abuse of insecticides.

噻嗪酮是在当前农业生产中广泛使用的一种噻二嗪类昆虫生长调节剂,已发现在水稻、茶叶、土壤和湖水中均有残留。文献报道,噻嗪酮可抑制水中鱼卵的发育和孵化,并对哺乳动物细胞也表现出一定的遗传毒性。为了进一步揭示噻嗪酮在非靶标生物体内的代谢途径和致毒机理,本课题利用整体动物实验,考察噻嗪酮在肝、脑、肾等组织分布的差异,检测尿液、胆汁和粪便中噻嗪酮和最终代谢产物的形态及含量;运用体外酶反应学手段揭示哺乳动物体内参与噻嗪酮生物转化的关键CYP代谢酶、重要代谢产物及代谢特征,解析噻嗪酮体内代谢途径;采用原代培养大鼠细胞和人正常肝细胞L02模型,通过对CYP酶系特异性抑制和诱导,明确噻嗪酮代谢产物与毒效应的相关关系,探索噻嗪酮致毒的关键代谢产物。本项目的研究,旨在阐明噻嗪酮在生物体内的代谢与毒性作用机制,为指导噻嗪酮的合理用药,减小环境污染和对非靶标生物的影响提供基础数据。

项目摘要

噻嗪酮是目前广泛使用的一种噻二嗪类昆虫生长调节剂,已发现在水稻、茶叶、土壤和湖水中均有残留,并对哺乳动物、水生生物表现出一定的遗传毒性。本课题利用整体动物实验考察噻嗪酮体内代谢特征,亚致死剂量噻嗪酮暴露可诱导哺乳动物肝、脑等组织活性氧产生,造成机体氧化损伤,并通过抑制细胞TCA循环和氧化磷酸化呼吸电子链传递介导细胞能量代谢和线粒体功能紊乱;体外代谢模型和细胞毒性实验发现CYP3A参与了噻嗪酮体内代谢,促使噻嗪酮发生断键、脱苯环转化为毒性较高的代谢产物。在项目执行过程中,我们还深入探讨了几丁质合成抑制剂(噻嗪酮、苯甲酰脲类农药)化学结构与农药- DNA作用模式的相关性,解析非靶标生物暴露该类农药的遗传毒性作用机制;发明了一种固载纳米氮化碳催化剂可直接利用太阳光催化降解环境污染物,具有较好的商业价值和应用前景。该项目研究结果为科学评价新型昆虫生长调节剂的生物安全性和健康风险,为指导新型农药的安全设计、合理用药和环境污染控制提供基础数据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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