内分泌干扰物与哺乳动物核受体的相互作用

内分泌干扰物(EDCs)作用于哺乳动物生殖轴或甲状腺轴,影响生长、发育、繁殖、免疫等生理过程并诱发疾病。核受体介导途径是EDCs发挥内分泌干扰作用的最重要方式。在介绍EDCs对哺乳动物的毒性效应与机制的基础上,详细归纳了EDCs与核受体的相互作用,并总结了这一研究领域适用的研究方法。发现采用理论计算模拟、表面等离子共振、荧光偏振、细胞增殖、报告基因等技术方法,目前已经明确了邻苯二甲酸酯类、双酚类、有机氯农药等EDCs能够竞争结合雌激素受体、雄激素受体和/或甲状腺激素受体,以此为作用靶点通过受体介导途径发挥内分泌干扰效应。基于目前的研究现状,我们认为未来的研究应更加注重EDCs与孕激素受体及维甲酸受体的相互作用、膜受体介导途径以及体内实验与体外实验的有机结合。     

受体功能区结构与环境内分泌干扰效应生物差异的关系

环境中存在的多种内分泌干扰物能够与生物体内的天然激素受体选择性结合并产生多种生物效应,由于受体功能区三维结构的不同,其内分泌干扰活性存在着种间、种内、组织间等的种种差异,限制了不同物种间毒性效应的外推研究,增加了环境内分泌干扰物筛选和风险评价的难度.论文综述了基于受体介导的环境内分泌干扰物生物活性与相应受体选择性及受体功能区结构关系的研究进展,并利用分子模拟方法分析探讨了雌激素受体与部分化合物结合作用模式,讨论了目前存在的问题,对以后有关方面的研究提出了建议.     

更正说明

正2014年第9卷第2期第319~328页,论文题目:受体报告基因实验及其在维甲酸和维甲酸X受体干扰物检测中的应用,作者:钟恩惠,王艺磊,王淑红,应为综述文章。2014年第9卷第2期第339~352页,论文题目:打印机使用过程中颗粒物等有害因素释放及其毒理学效应研究进展,作者:石小飞,陈瑞,霍玲玲,赵琳,白茹,让蔚清,陈春英,应为综述文章。     

核受体超家族及其酵母双杂交检测技术

环境污染物的内分泌干扰问题近年来引起了极大的关注,大量研究证实:核受体是内分泌干扰的重要作用位点.论文在总结国内外相关研究基础上,对生物体内核受体超家族的组成、结构特征、作用模式进行了概括总结;对环境内分泌干扰物干扰核受体超家族最新研究进展给予了评述;对酵母双杂交检测技术的原理及其在核受体超家族和环境内分泌干扰效应研究中的应用进行了探讨,指出应将酵母双杂交检测技术与核受体超家族研究相结合,建立成组重组核受体基因双杂交酵母体系,应用于多种内分泌干扰效应和作用机制的系统研究.     

计算毒理学在内分泌干扰物筛选上的应用和展望

内分泌干扰物通过干扰内分泌系统导致多种疾病,如生殖疾病、肥胖症甚至癌症。然而,面对环境中大量潜在的内分泌干扰物,传统的体外、体内评估方法由于成本高、耗时长等问题,难以实现内分泌干扰物的高通量筛查。计算毒理学逐渐发展成为被美国环保局(Environmental Protection Agency,EPA)、经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)等机构所推荐的内分泌干扰物筛选与预测方法。本文综述了计算毒理学在内分泌干扰物筛选上的进展,主要包括分子对接和分子动力学模拟的应用,并对有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)的方法进行介绍和展望。     

基于CV-1细胞雌激素受体报告基因试验方法建立及双酚A类似物雌激素效应的检测

以荧光素酶为报告基因,通过雌激素反应元件调控的带有荧光素酶报告基因质粒pERE-TATA-Luc和雌激素受体表达质粒rERa/pCI,采用瞬时共转染方法,将Luc报告基因质粒和受体表达质粒共转染至非洲猴肾CV-1细胞,以雌二醇作为阳性对照物,其浓度为10~(-10)mol·L~(-1)时显著诱导荧光素酶的表达,浓度为10~(-9)mol·L~(-1)时达最大值,半数效应浓度EC50值为6.1×10~(-11)mol·L~(-1)。通过雌二醇、己烯雌酚和木黄酮检测系统的灵敏性、有效性和稳定性验证,建立实验室稳定、灵敏的雌激素受体报告基因细胞系。基于非洲猴肾CV-1细胞受体报告基因试验,研究双酚A类似物拟雌激素干扰活性,雌激素活性大小顺序为BPAFBPFBPBBPABPZBPAPBPSBPP。结果表明,CV-1细胞受体报告基因试验是一种筛选雌激素活性内分泌干扰物的快速、有效的方法。     

内分泌干扰物对核受体二聚化影响的研究进展

环境内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs)可模仿或拮抗天然激素与核受体结合,干扰核受体的同源或异源二聚,进而通过共调节因子的招募调控转录活性,最终引起内分泌干扰效应.目前研究主要针对EDCs与核受体的结合过程,忽视了其对核受体二聚化过程的影响,而该过程的阻断可直接导致转录失活.EDCs对于不同核受体二聚化的影响不同,只有激动剂EDCs能够促进雄激素受体(androgen receptor,AR)的同源二聚化,而雌激素受体(estrogen receptor,ER)在与具有激动或拮抗活性的EDCs结合后都可诱导ER二聚体的形成,但二聚化类型不同.通过检索ToxCast和Tox21数据库发现多达227种EDCs可以诱导ER二聚化,相比于ERα-ERα同源二聚体(6.09％ ～7.38％的活性率),EDCs更易诱导ERα-ERβ异源二聚体(11.25％ ～12.22％的活性率)和ERβ-ERβ同源二聚体(10.02％ ～11.69％的活性率).EDCs也能够差异性诱导其他核受体如维生素D受体(vitamin D receptor,VDR)与维甲酸X受体(retinoid X receptor,RXR)形成的异源二聚体,不同类型的二聚体对于研究EDCs转录活性的生理学相关性具有重要意义.基于经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)报告的参考化学品研究发现,相比于配受体结合活性,二聚活性与转录活性之间有着更好的相关关系.本文从EDCs介导的核受体二聚化转录机制、二聚化与转录活性间的关系以及二聚化研究方法三方面,总结EDCs对核受体二聚化的影响,以期为深入理解EDCs的分子作用机制,推进化合物的内分泌干扰风险评估提供参考.     

环境内分泌干扰物对鱼类性别决定的影响研究进展

水体中的环境内分泌干扰物能够影响鱼类性别决定过程,对鱼类产生明显的雌、雄性化效应.为深入研究环境内分泌干扰物对鱼类性别决定的影响及其机制,论文介绍了鱼类性别决定基因SRY和DMY基因在鱼类性别决定中的作用,以及Sox、DMRT、CYP和Vasa、Dax1、Foxl2等鱼类性别决定相关基因对鱼类性别决定的调控作用,综述了各类环境内分泌干扰物引起的鱼类雌、雄性化效应的最新研究进展,在此基础上探讨了环境内分泌干扰物影响鱼类性别决定的作用机制,并展望了该领域今后的重点研究方向.     

兽药类环境内分泌干扰效应及评价研究进展

兽药在保障动物健康、提高畜禽产品质量尤其在畜牧业集约化发展等方面起着至关重要的作用,然而兽药和饲料添加剂的大量使用成为生态环境污染和人体健康损害的一个重要因素。研究表明许多抗生素类和激素类兽药是典型的环境内分泌干扰物,通过多种方式干扰生物体雄激素、雌激素、甲状腺激素等内分泌过程,产生内分泌干扰效应。本文介绍了典型兽药的污染现状及其内分泌干扰效应研究最新进展;以环境内分泌干扰物的最新研究方法为基础,较全面地评述了可用于兽药类内分泌干扰物的快速筛选、检测及评价方法,并对该领域未来研究提出了展望和建议,以期为环境和农业等管理部门制定兽药的使用、排放、管理政策提供科学依据。     

兽药类环境内分泌干扰效应及评价研究进展

兽药在保障动物健康、提高畜禽产品质量尤其在畜牧业集约化发展等方面起着至关重要的作用，然而兽药和饲料添加剂的大量使用成为生态环境污染和人体健康损害的一个重要因素。研究表明许多抗生素类和激素类兽药是典型的环境内分泌干扰物，通过多种方式干扰生物体雄激素、雌激素、甲状腺激素等内分泌过程，产生内分泌干扰效应。本文介绍了典型兽药的污染现状及其内分泌干扰效应研究最新进展；以环境内分泌干扰物的最新研究方法为基础，较全面地评述了可用于兽药类内分泌干扰物的快速筛选、检测及评价方法，并对该领域未来研究提出了展望和建议，以期为环境和农业等管理部门制定兽药的使用、排放、管理政策提供科学依据。     

Assessment of estrogenic chemicals using an estrogen receptor α (ERα)- and ERβ-mediated reporter gene assay in fish

In vitro reporter gene assays using vertebrate cell lines or yeast have been used for assessment of the estrogenic chemicals. However, estrogen receptor α (ERα)- and ERβ-mediated reporter gene system in fish has yet to be developed. In the present study, we developed an ERα- and ERβ-mediated reporter gene assay in fish and estimated estrogenic activities of 17β-estradiol (E2), p-nonylphenol (NP), bisphenol A (BPA), p,p′-DDE, and genistein (Gen) using the in vitro reporter assay. The activity was intensely induced by transfection with either ERα or ERβ expression plasmid under E2 or Gen administration, whereas it was significantly induced by transfection with ERα expression plasmid, but not with ERβ expression plasmid under NP administration. On the other hand, the activity was induced more intensely by transfection with ERα expression plasmid than ERβ expression plasmid under BPA or p,p′-DDE administration. These results indicate that there are obvious differences in the activity through ERα and ERβ among the estrogenic chemicals examined in vitro. Thus, the in vitro reporter assay provides an excellent system for elucidating the action mechanism of estrogenic chemicals in fishes. Physical and Chemical Impacts on Marine Organisms, a Bilateral Seminar Italy–Japan held in November 2004     

Imposex in marine gastropods may be caused by binding of organotins to retinoid X receptor

Organotin compounds have been widely used as antifouling paints for ships and fishing nets since the 1960s and have thus been released into marine environments. Aquatic invertebrates, particularly marine gastropods, are extremely sensitive to organotin compounds such as tributyltin (TBT) and triphenyltin (TPT) and undergo changes in sexual identity in response to exposure. This worldwide phenomenon is one of the worst consequences of pollution by man-made chemicals and has led to the ban of such compounds in antifouling paints in a number of countries, although organotin compounds still exist in the environment. So far, very low-concentrations of TBT or TPT have been shown to induce imposex (superimposition of male genitalia on female) in marine gastropods. Although the imposex induction mechanism has been controversial for many years, it was recently reported that TBT and TPT are potent and efficacious activators of retinoid X receptor (RXR), a member of the nuclear receptor superfamily. In this review, I discuss the involvement of RXR in the development of gastropod imposex. Physical and Chemical Impacts on Marine Organisms, a Bilateral Seminar Italy–Japan held in November 2004     

全氟辛基磺酸及其替代产品的内分泌干扰效应评价

为研究全氟辛基磺酸(PFOS)及其替代品的内分泌干扰效应,将重组人雌激素/雄激素/孕激素/甲状腺激素/维甲酸受体基因的双杂交酵母暴露于不同浓度的PFOS及替代品中,并结合体外代谢活化技术检测直接和间接的类/抗激素活性。结果表明,被替代品PFOS表现为雄激素受体、甲状腺受体和维甲酸受体拮抗剂,且在代谢活化后新增了雌激素受体拮抗效应,其半数效应浓度(EC₅₀)在3.0×10^-4～4.8×10^-3 g·L^-1之间;同时,4种替代化学品没有任何效应检出,说明不会通过与核受体结合干扰天然激素的正常功能。研究结果说明,与原化学品相比,替代产品的应用在内分泌干扰效应方面可能具有更低的环境风险。     

酵母双杂交技术构建重组人雌激素受体基因酵母

应用酵母双杂交技术构建重组人雌激素受体基因酵母,用以检测类/抗雌激素化合物和环境样品的类/抗雌激素活性.采用多聚酶链反应(PCR)法扩增人雌激素受体(hER)基因,构建诱饵质粒pGBKT7-ER LBD;分别提取并纯化两种含有ER共激活因子基因的靶质粒pGAD424-GRIP1和pGAD424-SRC1;诱饵质粒和靶质粒同时转染酵母细胞Y187,于营养缺陷型培养基(SD/-Trp/-Leu)上筛选阳性菌落,分别构建两种ER双杂交酵母ER+GRIP1和ER+SRC1.考察双杂交酵母与不同激素:17β-雌二醇(E2)、二氢睾酮(DHT)、孕酮(PG)以及三碘甲状腺原氨酸(T3)的结合情况,并考察了雌激素受体拮抗剂4-羟基他莫昔芬(4-OHT)与酵母的相互作用.结果表明:ER+GRIP1和ER+SRC1酵母均能够专一性的和E2结合,并存在显著的剂量-效应关系,E2对ER+GRIP1和ER+SRC1酵母β-半乳糖苷酶活性诱导的EC50值分别为7.3×10-11mol·L-1和1.5×10-10mol·L-1,其中ER+GRIP1酵母细胞诱导产生的酶活性值明显高于ER+SRC1酵母细胞.4-OHT能够抑制E2诱导ER+GRIP1酵母细胞产生的酶活性,并存在显著的剂量-效应关系,IC50值为1.0×10-7mol·L-1.表明重组人雌激素受体基因酵母可以用于检测化合物和环境样品的类/抗雌激素活性.     

沿海三市饮用水源水内分泌干扰毒性研究

近十多年来,江苏沿海化工产业发展迅速,化工废水的长期排放对水生生态系统及人群健康构成潜在威胁.采用非洲猴肾细胞(CV-1)核受体介导的体外转录激活试验方法,对中国东部沿海A、B、C三市的6个水源地进行了拟雌激素活性调查研究.结果表明:C市2处水源水的有机提取物在枯水期、平水期和丰水期均无拟雌激素活性检出,水质较好;A市...     

污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制

环境中可以影响生物体甲状腺激素合成、运输、作用和代谢等过程的化学污染物称为甲状腺激素干扰物(TDCs),TDCs被认为是继环境雌激素之后最重要的一类内分泌干扰物.鱼类甲状腺的结构、甲状腺激素的转运和功能等与哺乳动物有较大差别.与哺乳动物相比,污染物干扰鱼类甲状腺激素的研究还较为缺乏.在介绍鱼类甲状腺结构、功能以及甲状腺激素在鱼体内动态过程的基础上,分析了污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制,探讨了今后鱼类甲状腺激素干扰研究的主要方向.污染物能对鱼类甲状腺激素水平、相关酶活性及甲状腺结构等产生直接影响;同时,污染物还可以通过干扰鱼类甲状腺系统对由甲状腺激素调节的重要生理过程如生长、繁殖和发育等产生间接影响.污染物主要通过干扰鱼类甲状腺激素的合成与分泌、转运、清除以及与甲状腺激素受体(TR)的相互作用等机制对鱼类产生不利影响.在污染物对鱼类甲状腺激素干扰的研究中,今后应重点关注环境中"新型"卤化有机污染物、鱼类早期发育过程与甲状腺激素干扰效应的关系、TR介导机制以及TDCs的筛选方法等.     

Ethyl mercury induces Ca2+ uptake through the P2×7 receptor in a mouse cerebellar microglia cell line

Many observations are reported that organic mercury compounds are involved in increasing intracellular Ca²⁺ levels. However, the issue of which substances on the cell membrane participate in the Ca²⁺ uptake that is induced by ethyl mercury is unclear. The findings of this study suggest that the P2X receptor participates in this process. The uptake of Ca²⁺ by C8-B4 cells was induced in the presence of ethyl mercury. Ca channels in the cell membrane were not affected in this process. In contrast, pretreatment with suramin, an antagonist of the P2X receptor, inhibited the Ca²⁺ uptake induced by ethyl mercury, and also brilliant blue G, a nonselective antagonist of P2×4, P2×5, and P2×7 receptors. In addition, A438079 and A740003, selective antagonists of P2×7 receptor, reduced Ca²⁺ uptake, while 5-BDBD, a selective antagonist of P2×4 receptor, did not. Furthermore, the mRNAs of both the P2×4 and P2×7 receptors were expressed in the presence of ethyl mercury, but the P2×5 receptor mRNA was not. These findings suggest that ethyl mercury may induce Ca²⁺ uptake through the P2×7 receptor of the cell membrane.