环境拟雌激素壬基酚和抗雌激素三苯基锡与天然激素雌二醇共存条件下的联合毒性机制研究

Environmental estrogen and antiestrogen have opposite effects. The combined effects of environmental estrogen and antiestrogen together with natural estrogen are however unclear. This project focuses on environmental estrogen (nonylphenol), antiestrogen (triphenyltin) and natural estrogen (estradiol), which are widely distributed in aquatic environment of China, studies the combined effects of these pollutants at various concentration ratios with estrogen receptor binding assay, fish vitellogenin mRNA expression assay and vitellogenin induction assay, and analyzes the combination effect types of these pollutants with various methodologies including concentration addition model and toxic unit method. The overal estrogenic effects in natural seawater, taking Jiaozhou Bay of Qingdao as a case study, will also be analyzed with bioassay techniques. This project will provide scientific basis for ecological risk evaluation of various environmental hormones co-existed in natural waters, for rapid assay of overal estrogenic effects in natural waters, as well as for the protection of wildlife and natural environment.

环境拟雌激素和环境抗雌激素单独存在时分别具有模拟和拮抗雌激素的效应，但迄今人们对于这两类作用性质相反的污染物同时存在条件下及其与天然雌激素共同存在时的联合效应尚不明确。本项目以我国近岸海域污染比较严重的环境拟雌激素（壬基酚）和环境抗雌激素（三苯基锡）及天然雌激素（雌二醇）为研究对象，根据雌激素效应表达通道上的三个关键环节（受体结合、基因转录和蛋白质合成），分别采用雌激素受体结合测试法、鱼类卵黄蛋白原mRNA表达分析法和鱼类卵黄蛋白原诱导试验法研究上述三类污染物在不同浓度比例共存条件下的联合效应，并通过浓度相加模型、毒性单位法等方法分析其联合作用类型。同时以青岛胶州湾海域为例，采用生物检测法分析我国近岸水体中环境雌激素的污染水平。这项工作对于综合评估自然水体中雌激素类物质复合污染下的生物效应和生态风险，快速检测自然水体中的总雌激素活性，保护野生生物安全和人类健康都有一定的科学意义。

本项目围绕环境拟雌激素壬基酚、抗雌激素三丁基锡和天然雌激素雌二醇的内分泌干扰效应，根据雌激素效应表达通道上的三个关键环节（受体结合、基因转录和蛋白质合成），通过卵黄蛋白原诱导试验法、卵黄蛋白原mRNA表达分析法和重组雌激素受体基因酵母法，研究三种环境雌激素单独和联合作用下的内分泌干扰效应及其作用机制。研究结果确定了壬基酚、三丁基锡和雌二醇对鱼类内分泌干扰的最低可观察效应浓度（LOEC），三者对斑马鱼卵黄蛋白原表达的LOEC分别为50μg/L、25ng/L和25ng/L，壬基酚和雌二醇对草金鱼卵黄蛋白原表达的LOEC分别为5μg/L和5ng/L，三丁基锡对草金鱼卵黄蛋白原表达无显著效应；分析了各种环境雌激素在不同浓度配比条件下的联合毒性效应，发现当雌二醇和三丁基锡联合暴露时，后者不影响低浓度雌二醇对雄性草金鱼和斑马鱼卵黄蛋白原的诱导效应，但可明显抑制高浓度雌二醇的雌激素效应；当壬基酚和三丁基锡联合暴露时，两者浓度相近时后者对壬基酚的雌激素效应无显著影响，但在两者浓度悬殊时，后者能显著提高壬基酚的雌激素效应；当雌二醇和壬基酚联合暴露时，两者呈现协同效应；当壬基酚、雌二醇和三丁基锡三者共同暴露时，后者可明显抑制壬基酚和雌二醇的雌激素效应。由此可见，不同类型的雌激素类污染物具有复杂的联合效应，拟雌激素和抗雌激素的生物效应不能简单相互抵消。该研究成果可为自然环境中多种激素类污染物共存条件下的生物效应分析和生态风险评估提供一定的科学依据。