典型有机磷酸酯在鱼体中体外代谢动力学特征和甲状腺干扰效应研究

来源 :中国环境科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qjinglihong
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有机磷阻燃剂(organophosphorus flame retardants,OPFRs)作为一种以物理方式添加于材料的新型阻燃剂,被广泛用于家具、纺织品和电子产品等多种产品中。近些年有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)作为OPFRs的主要化学品,在阻燃剂市场上应用广泛,环境中的检出量也越来越高,对生物的毒性和生态风险逐渐显露出来。众多研究指出,多数OPEs可诱导水生生物产生发育与繁殖毒性、神经毒性、脏器毒性和内分泌干扰效应等多种毒性效应,也具有生物富集和生物放大的特征。然而,关于OPEs对生物的毒性作用研究缺乏报道,且毒性机制尚不明确,严重限制了OPEs对水生生物的水质基准的推导和生态风险评价。基于此,本研究选取3类OPEs作为目标污染物,开展对水生生物的毒性效应机理和代谢特征研究。主要研究成果如下:(1)筛选出12种OPEs,系统分析了其中3种毒性效应机制,构建了OPEs在水生生物(斑马鱼、稀有鮈鲫和日本青鳉鱼)中引起的不同毒性效应的有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)框架。通过分子起始事件、关键事件和有害结局,AOP可很好地将现有的OPEs毒性效应机制和毒性终点有机串联起来,也为后续OPEs的健康危害和生态风险评价提供理论基础。(2)选取一种典型的芳香基取代的磷酸甲苯二苯基酯(cresyl diphenyl phosphate,CDP),在鲫鱼肝微粒体中开展体外代谢动力学实验。结果发现,CDP代谢动力学过程符合Michaelis-Menten模型,由此计算出对应的代谢速率Vmax=12700±2120 pmol·min-1·mg-1 protein,体外肝清除率CLint=12.3μL·min-1·mg-1protein和Michaelis-Menten常数Km=1030±212μmol·L-1。CDP(与同为芳香基的磷酸三苯酯(tris(phenyl)phosphate,TPHP))的Vmax和CLint值均大于烷基和氯代OPEs,这可能与芳香基OPEs较高的log KOW和生物富集系数相关。(3)选取磷酸三异丙酯(tris(isopropyl)phosphate,TIPP)、CDP和磷酸三(2-氯异丙基)酯(tris(2-chloroisopropyl)phosphate,TCIPP)对斑马鱼进行28 d暴露后进行生物学指标分析和分子对接模拟实验。结果发现,OPEs可与甲状腺素结合球蛋白(thyroxine-binding globulin,TBG)和转甲状腺素蛋白(transthyretin,TTR)结合后在体内运输,并在TTR的作用下,将OPEs运输到大脑,从而引起甲状腺激素受体结合过程、甲状腺发育过程、甲状腺激素跨膜运输活性、腺体发育、细胞分化、神经配体-受体相互作用和MAPK信号通路等多个信号通路紊乱,最终抑制斑马鱼的生长发育。
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