食源性内分泌干扰物诱导的芳香烃受体与雌激素受体互作机理研究

Endocrine disruptors (EDs) have become one of the most important risk factors for food safety. It is known that many EDs perform their endocrine disturbance via the crosstalk of aryl hydrocarbon receptor (AhR) and estrogenic receptor (ER). But the mechanism of the crosstalk between the two receptors under EDs induction remains unknown. Here we selected five kinds of EDs, such as zearalenone etc., and aimed to study the crosstalk of AhR and ER with the induction of the selected EDs, and its impact to EDs metabolism. In order to evaluate the biological response of AhR and ER to EDs, the stably transfected cell lines, containing AhR and ER response elements, respectively, will be established. Furthermore, RNA interference-mediated knockdown of AhR was used to observe the changes of ER and the pS2 protein, which is the indicator of ER biological activity. Moreover, the metabolic pathway of EDs and its effect to AhR and ER interaction will be studied by analyzing the EDs metabolites using time of flight mass spectrometry (TOF-MS), and by analyzing the gene expression variation of cytochrome enzyme CYP1A1 and CYP1B1 after induction. This study will give valuable information for evaluating the EDs effect to human health, as well as benefit to formulate scientific risk assessment tactics.

内分泌干扰物（EDs）已成为食品安全重要风险因子之一。已知多种EDs可通过芳香烃受体（AhR）和雌激素受体（ER）互作间接参与内分泌干扰作用。但EDs诱导下AhR与ER互作机制目前还不清楚。本项目拟以玉米赤霉烯酮等对食品安全影响重大的EDs为研究对象，系统研究EDs诱导下AhR受体与ER受体的互作机制以及对EDs代谢的影响。项目在已建立的含AhR受体应答元荧光素酶稳定转染细胞系技术平台基础上，进一步构建含ER受体应答元的稳定转染细胞系，评价EDs的内分泌干扰活性。继而通过SiRNA干涉AhR受体，观察ER受体及其活性指示蛋白变化规律，确定AhR与ER受体的互作效应。分析AhR受体诱导的细胞色素酶变化并利用飞行时间质谱测定EDs代谢产物，明确EDs代谢路径及代谢关键酶，探寻EDs代谢对受体互作效应的影响。项目的实施对于科学评价内分泌干扰物对人类健康的影响，制定风险评估策略具有重要意义。

芳香烃类化合物是自然界中广泛存在的一类对人体健康有重要影响的物质。芳香烃受体（AhR）是配体依赖性转录因子，能够被多种天然或化学合成的物质激活，介导AhR配体的毒性效应和生物学效应。项目针对几种内源和外源芳香烃类化合物的生物学效应开展研究。首先建立了外源性芳香族化合物隐性孔雀石绿在水体中的电化学检测方法，方法灵敏度达到0.2 μM，满足现场快速检测需求。结果发表在Analytical Letters（49(9): 1436-1451）上。为进一步提高检测灵敏度，建立了隐性孔雀石绿酶联免疫检测方法和电化学阻抗免疫传感器，方法灵敏度达到0.03 ng/mL，检测范围0.1～10 ng/mL，并且具有较好的稳定性和重现性。结果发表在Analytical and Bioanalytical Chemistry（408(20): 5593-5600）和Analytical Method （8 (32), 6236-6243）上。隐性孔雀石绿免疫学检测半抗原合成方法获国家发明专利1项(授权号201410854438.6)。建立了另外一种偶氮类化合物氮氨菲啶的电化学检测方法，结果发表在Food Analytical Methods（9:1963–1969）上。在建立了上述芳香族类化合物检测方法的基础上，进一步研究AhR对其配体的应答，实验构建了两株受XRE应答元调控的，以荧光素酶作为报告基因的重组细胞株。两株重组细胞具有高灵敏性，较低浓度的TCDD（100 pM）、FICZ（10 nM）能明显引起荧光素酶的表达。选取多种内外源性芳香烃化合物对重组细胞进行刺激，探究不同来源的配体对AhR的诱导效应。实验利用构建的重组细胞报告基因系统，筛选5种外源，7种食源，4种内源性化合物，来确定他们对芳香烃受体的应答。结果显示外源性配体和内源性配体是AhR的激动剂。大部分的食源性配体浓度较低时能够激活AhR，是AhR弱激动剂，但是在高浓度时，某些食源性配体具有抑制AhR的作用，是AhR拮抗剂。明确AhR对其配体的应答，对我们探究芳香烃类化合物对AhR的调控，以及明确各种来源的芳香烃类化合物的生物学意义具有重要的作用。