全氟化合物对胞内钙稳态的作用机制研究

全氟化合物(PFCs)是一类广泛分布的新型持久性污染物，其潜在的生态毒理效应已引起极大的关注。钙离子稳态是维持细胞各项代谢活动的必要条件，研究表明多种外源物包括PFCs都可能影响到胞内钙稳态。本项目将PFCs系列物分别暴露于细胞和动物模型，借助钙成像技术观测细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)的变化，通过切片观察细胞和亚细胞结构的形态变异，测定乳酸脱氢酶等酶活指标，结合PFCs与细胞膜组分胆固醇的相互作用分析，体内/外实验相互验证，探索PFCs对[Ca2+]i可能的影响模式。通过与其衍生物的毒性比对，深入研究PFCs的分子结构特征(碳链长度、官能团、电负性、表面活性等)与生物效应之间的相关性，综合评价PFCs对胞内钙稳态([Ca2+]i)的作用机制。通过本研究建立的PFCs类化合物毒性测试的生物学模型及评价指标，有助于更好地评价其环境健康风险，为该类化合物的调控对策提供科学依据。

全氟化合物(perfluorinated compounds, PFCs)是一类广泛分布的新型持久性有机污染物，其潜在的生态毒理效应已引起极大的关注。全氟碘烷类化合物(Polyfluorinated iodine alkanes, PFIs)是合成有机氟化物的重要中间体，已在多种环境介质如大气、土壤、底泥、淡水鱼中被检出，然而有关全氟碘烷的毒性研究仍知之甚少。本项目首先考察了4种全氟化合物，包括全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonate, PFOS）、全氟辛酸（perfluorooctanoic acid, PFOA）与其前体化合物全氟碘化物（PFIs）如全氟辛基碘烷（perfluorooctyl iodide, PFOI）对类固醇激素及其合成基因、基因表达谱等的影响。结果发现4种PFCs在离体条件下影响细胞激素的合成, 此效应与化合物的碳链长度和碘取代基团有关，PFOI毒性强于PFOS和PFOA。PFOA暴露引起人体乳腺癌细胞系（MCF-7）共265个基因的表达水平产生显著变化（p < 0.0025）。将PFOI分别置于紫外线、太阳光、日光灯照射和加热条件下，发现紫外线和太阳光照射能使PFOI降解，产物为PFOI脱去碘离子后逐步脱去(CF2)的产物。日光灯照射和加热未能使PFOI产生降解。此研究表明，全氟碘烷对紫外光敏感，具有一定的热稳定性。考察了新型六溴代阻燃剂——三（2,3-二溴丙基）异氰酸酯（TBC）和纳米银材料的基本细胞毒性，包括对细胞活力、氧化应激、细胞膜的完整性、细胞自吞噬效应等的影响。结果表明TBC对于MCF-7细胞具有一定的氧化应激损伤，纳米银暴露引起了人肝癌细胞系HepG2的自吞噬效应。首次筛选到了能够降解内分泌干扰物己烯雌酚（diethylstilbestrol, DES）的假单胞菌J51，检测表明该菌能够在1天内降解水体中80%的己烯雌酚，降解产物的细胞毒性明显降低。假单胞菌J51可望用于淡水、海水等水体中己烯雌酚的降解。