THRβ-Deiodinase3在PBDEs毒性作用中的调控机制与高通量评价

Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and their metabolites (hydroxylated PBDEs) are excellent flame retardants and are widely used today. However, it is reported that most of these chemicals are endocrine disruptors and have been shown to disrupt thyroid hormone system regulation, especially in fetuses and children. We will use zebrafish embryos and Deiodinase3-GFP transgenic embryos as an animal model to investigate the toxicity of PBDEs on morphological changes (i.e. increased circle movement and decreased pigmentation), decreased thyroid hormone receptorβ (THRβ) mRNA expression, and increased deiodinase 3 etc. We will carry out qualitative and quantitative detection for the toxicity of PBDEs using gene knock down (out) or mRNA over expression to identify the specificity of the effects, and concurrently use chemical analysis method to evaluate the metabolism of thyroid hormones in these zebrafish. The purpose of this study is to establish good biomarkers to assess the risk of PBDEs in the environment.

多溴二苯醚(polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)是一种非常优质的阻燃剂，在日常生活中有广泛的应用，但是PBDEs及其代谢产物对甲状腺系统的机能具有很强的搅乱作用，尤其是对儿童的危害更为严重,已被研究人员所关注。课题使用普通斑马鱼胚胎以及3型脱碘酶-荧光转基因斑马鱼胚胎作为实验动物模型，研究我们在日常环境中所接触的PBDEs，检测PBDEs（以6-OH-BDE-47为代表）所引起的斑马鱼显著的形态学变化（如胚胎旋转运动的增加、色素沉积的降低等），评估甲状腺素受体（THRβ）表达的降低、3型脱碘酶等基因的表达的升高等变化，使用基因敲除、过表达等技术确认其特异性，定性、定量地高通量检测PBDEs的环境毒性。同时使用化学方法评价PBDEs在斑马鱼体内的分解代谢，建立完整的生物学评价体系。

多溴联苯醚 (polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)是一种优秀的阻燃剂，有良好热稳定性与高效阻燃性，被广泛用于电子与建材等诸多行业，在家具、室内装潢中也被广泛使用。环境研究者发现PBDEs在家庭灰尘中、鱼体内以及淤泥中大量蓄积，且发现PBDEs在人体内蓄积，可能会导致胎儿畸形以及甲状腺功能失调。有关PBDEs及其羟化产物OH-BDEs的毒性以及对动物有机体的毒性机制，被认为与甲状腺系统有一定关联，但作用机理还有待进一步研究。本课题按计划对PBDEs 及其代谢物 (如6-OH-BDE-47，BDE-99以及5’-OH-BDE-99等) 进行多层面研究工作。形态学检测显示PBDEs显著降低斑马鱼胚胎眼部黑色素的沉着、行为学观察到斑马鱼胚胎转动增加，组织学检测到斑马鱼胚胎头部细胞凋亡的增加，而这些增加是与甲状腺关联的基因有密切相关，其中甲状腺素受体是造成激素紊乱的成因。PBDE可被斑马鱼分解和代谢，早期斑马鱼胚胎 (48 hpf) 不能降解BDE-99, 但96 hpf后开始有一定的降解能力，而成鱼的肝脏具有很强的降解能力。收集家庭与办公室尘埃，通过GC-MS检测其中PBDEs，发现办公室中的BDE-99和BDE-47浓度要高于住宅中的浓度。同样，通过生物学检测，也发现办公室电脑附近灰尘中的提取物与BDE-99暴露相似，能够引起斑马鱼胚胎色素沉积的减弱，预示生物学方法可用于环境中的PBDEs的初期高通量检测。课题的实施，基本实现了预期的研究目标。截至2019年12月共发表相关论文共17篇，其中SCI论文10篇，在关联学会上发表5人次以上，举办研讨会一次。有2名研究生参与项目，其中一名已毕业。其中一篇论文获2016年度Environ Toxicol Chem最佳论文奖。项目负责人获得2017年度内蒙古自治区草原英才称号及项目支持。