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6∶2氯代氧杂氟烷基磺酸钾(6∶2 chlorinated polyfluorinated ether sulfonate,6∶2 C1-PFESA),商品名F-53B,是一种新型多氟化合物。自20世纪70年代以来,F-53B作为PFOS的替代品应用于铬电镀行业,这种铬雾抑制剂仅在我国使用。已有研究发现F-53B在水、空气、污泥、鱼以及脐带血中广泛存在。由于与PFOS结构类似,F-53B潜在的健康效应引起了社会各界的普遍关注。本文通过小鼠亚急性(28天)和亚慢性(56天)暴露F-53B,研究其肝脏毒性效应,从生理、生化和分子水平上探讨其毒性机理。另外,还研究了亚慢性暴露F-53B后,其生殖毒性效应和机制,取得如下结果: 1.亚急性(5 mg/kg/d) F-53B暴露CD1雄性小鼠28天后引起肝脏毒性。小鼠绝对肝脏重量以及相对肝脏重量显著升高。血清生化指标如谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、白蛋白(ALB)以及总蛋白(TP)显著升高;胆固醇(CHO)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)显著下降。此外,小鼠肝细胞肿胀、肝细胞脂质空泡以及坏死等组织形态发生改变。RNA sequence分析显示F-53B暴露后引起1285个基因显著改变(|log2Ratio|≥1,FDR<0.05),其中758个基因上调表达,527个基因下调表达。这些差异基因与炎症、脂类代谢、脂肪酸代谢、肝癌以及PPARs通路等有关。 2.在上述亚急性毒性研究的基础上,进一步研究了不同F-53B剂量下亚慢性毒性效应。BALB/c雄性小鼠暴露F-53B(0、0.04、0.2和1 mg/kg/d)56天后,通过UPLC-MS-MS测定了组织中F-53B的浓度,发现小鼠肝脏浓度分别为8.33、36.23、104.90μg/g;血清中浓度分别为5.86、18.89、58.33μg/ml和胆汁中浓度为5.72、19.31、77.41μg/ml。小鼠体重、肝脏重量和相对肝脏重量显著升高。血生化指标以及肝脏切片进一步证明了肝脏损伤(1 mg/kg/d处理组最显著)。此外,油红O染色和肝脏甘油三酯(TG)的含量测定表明0.04和1 mg/kg/d处理组TG在肝脏内积累并且显著升高。肝脏蛋白组学分析发现0.04、0.2以及1 mg/kg/d F-53B处理后,共找到130个差异蛋白(大于1.5或小于0.63倍差异,p<0.05),分别为17个(9个上调和8个下调),49个(20个上调和29个下调),106个(53个上调和53个下调)。随机选择其中的3个蛋白进行了Western Blotting验证,与蛋白组学分析结果一致。 3.亚慢性F-53B(0、0.04、0.2和1 mg/kg/d)暴露对BALB/c雄性小鼠生殖毒性较弱。小鼠睾丸重量并未出现显著性差异,但附睾重量在高剂量组出现了显著下降;且相对睾丸和附睾在高剂量组也出现了显著下降。F-53B能够在小鼠睾丸和附睾内累积,但并未影响睾丸和附睾组织形态以及精子数量。血清和睾丸中睾酮(T),以及血清中雌二醇(E2)、卵泡刺激素(FSH)黄体生成素(LH)水平未出现改变。睾丸组织中同睾酮合成相关基因StAR和17β-HSD表达也未出现显著性改变。RNA sequence分析显示0.04、0.2以及1 mg/kg/d F-53B暴露引起显著变化的基因很少,仅有2、1和4个基因显著下降(大于2或小于0.5倍差异,FDR<0.05),且这些基因同生殖关系不密切。进一步通过雄性小鼠的繁殖能力实验(致雌性小鼠怀孕率、产仔数以及窝仔重量等)证明其繁殖能力未受到影响。 综上所述,作为PFOS替代品,F-53B通过干扰脂类代谢最终导致小鼠肝脏病变。相同剂量下,亚急性肝脏毒性较PFOS更强。亚慢性毒性研究表明F-53B的生殖毒性较弱。本研究通过F-53B亚急性和亚慢性暴露,系统地分析了肝脏毒性和生殖毒性,为评估其健康风险提供科学依据。