三丁基锡对秀丽隐杆线虫的致毒机理研究

三丁基锡（tributyltin，TBT）主要作为船舶防污涂料和PVC管道稳定剂被广泛使用，虽然在近年来已经被严格控制，但是三丁基锡污染已经在世界范围内存在，且属于持久性有机污染物。三丁基锡毒性评价和损伤作用机制尚未得到充分研究。本项目以模式生物秀丽隐杆线虫为活体动物模型，利用其丰富的突变品系，以致死率、产卵率、运动行为、摄食率作为生物学终点，筛选对三丁基锡的线虫品系，通过分析三丁基锡对细胞凋亡的影响，探讨DNA损伤修复、MAPK途径在三丁基锡的损伤信号传导中的作用。通过活体动物模型研究三丁基锡的毒性效应与致毒机理，为深入研究三丁基锡环境健康危害、建立毒性作用预警体系和防护体系提供基础资料。

三丁基锡（tributyltin, TBT）是环境中典型的持久性有机污染物。为了更有效地评价TBT的毒理学效应，并探讨TBT的致毒机理，首先采用秀丽隐杆线虫（C. elegans）评价了TBT潜在的生态毒性，然后分析了TBT对线虫的氧化损伤和DNA损伤效应，最后以生殖细胞凋亡为主要指标推断TBT对细胞凋亡的诱导与DNA损伤途径和MAPK途径密切相关。本项目通过活体动物模型研究TBT的毒性效应与致毒机理，为深入研究TBT环境健康危害、建立毒性作用预警体系和防护体系提供了基础资料。.首先，以48 h半致死浓度（LC50）分析了TBT对22个线虫品系的致死效应，推断对TBT最为敏感的线虫品系是egl-1(n487)，而对 TBT 耐受力最强的品系是daf-2(e1370)。为寻找更为敏感的生物学终点，用亚致死浓度的TBT处理线虫，发现线虫的每窝子代数、怀卵量、孵化率、生长速度、摄食率和寿命均受到不同程度的负面影响，运动行为也会受TBT胁迫而发生改变，这些指标对TBT的响应显得更加敏感。.将线虫暴露于TBT中，线虫会释放活性氧（ROS），导致DNA损伤。利用携带绿色荧光蛋白（GFP）的转基因线虫品系，发现TBT可诱导抗氧化蛋白SOD-3和GST-4的表达，也可以诱导热休克蛋白HSP-4 和HSP-70的表达，但对HSP-16无显著的诱导效应。TBT还会诱导DAF-16的质核转运。结果表明亚致死浓度TBT可对秀丽线虫能够造成氧化损伤而引发应激反应。.对于TBT致毒机理的研究是本项目的核心内容，为此选用了DNA损伤途径和MAPK途径19个基因突变品系，通过各品系线虫在TBT暴露下生殖细胞的凋亡数量分析，并结合相应的18种基因的表达情况探讨了TBT诱导的细胞凋亡过程中各基因的功能。结果表明，TBT可诱导线虫生殖细胞凋亡和细胞周期停滞；细胞凋亡的核心结构元件CED-3、CED-4和EGL-1, DNA损伤检查点基因hus-1和clk-2，抑癌基因cep-1/p53是TBT诱导的细胞凋亡所必需的，而CED-9对此凋亡过程起到拮抗作用；ERK, JNK和p38 MAPK途径参与了TBT诱导的细胞凋亡过程，其中MAPKK MEK-2, 构架蛋白KSR-1, MAPKK MKK-4, SEK-1和p38 MAPK PMK-1在TBT诱导的线虫生殖细胞凋亡中是必需的。