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社会经济在发展,人们也愈加关注自身的健康。各种化合物包括药物的不断问世,引发了我们探究其生物体效应及其作用途径和机制的兴趣。化合物的生物效应不仅与其本身的理化性质有关,也与其在体内的生物转化过程密切相关!
本文选取了氯酚类化合物和哺乳动物细胞作为研究对象是基于:¨它们是一个含有结构相似的多个成员的家族,因此便于进行构-效研究;2)它们在环境中广泛分布,易通过食物链进入人体,危害我们的健康;而其在体内的生物转运,转化,代谢,致毒,致效的过程和药物对我们人体的作用途径在本质上是一致的,因此我们是将氯酚类化合物选为研究药物的一种模型替代物;3)氯酚类化合物在其他生物系统中有很多研究,但在哺乳动物细胞水平上研究很少,我们选取离体培养哺乳动物细胞模型作为研究人体作用的替代模型;4)PCP和其代谢物在体内的转运转化和作用机制已有初步研究,但其他氯酚尚无,我们有意研究它们的作用机制。
本文进行了以下的研究工作。
(1)开展了8种氯酚对两种离体培养细胞的毒性效应测试实验。用MTT法研究了2-氯酚(2-CP)、4-氯酚(4-CP)、2,6-二氯酚(2,6-DCP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)、2,3,4-三氯酚(2,3,4-TCP)、2,3,5,6-四氯酚(2,3,5,6-TeCP)和五氯酚(PCP)在24h和48h的急性细胞毒性效应,我们改变8种氯酚的浓度和暴露时间,得到其各自的半致死浓度(LC50)值。在此基础上,我们进一步进行了多氯酚类化合物结构、浓度与细胞毒性效应的相关性研究,发现氯酚的细胞毒性与其理化常数-辛醇水系数(lgKow)有很好的相关性。该定量结构-活性关系的发现表明lgKow可以作为多氯酚类化合物对离体培养细胞的急性细胞毒性效应预测指标,为在离体培养细胞水平上进行QSAR分析来评估氯酚类化合物的健康风险提供了科学依据。
(2)我们进一步探讨了氯酚类化合物的分子毒性机制。利用各种生化手段,如琼脂糖凝胶电泳(DNAladder法),荧光染色分析法,流式细胞仪分析法来研究不同浓度和不同暴露时间下氯酚类化合物导致的细胞凋亡或坏死。我们的结果表明:亲脂性强的2,3,5,6-TeCP和PCP易大量富集于细胞内,刺激细胞产生应急性的炎症反应从而造成细胞破膜坏死;亲脂性较弱的2-CP、4-CP、2,6-DCP、2,4-DCP、2,4,6-TCP和2,3,4-TCP则更易引起细胞凋亡。另外,我们发现细胞凋亡或坏死的百分率同样可以作为一种生物指标反映化合物细胞毒性效应的大小,为化合物的急性细胞毒性效应和毒性机理研究提供实验依据。由于细胞凋亡信号的阻断或异常的激发都会导致肿瘤发生,因此该研究提示我们在环境化合物侵染的早期阶段就识别并鉴定细胞凋亡信号的异常,对于人类的健康风险评估有着重要意义。
(3)自然界的污染物都是以混合形式存在和作用的。我们首次研究了离体哺乳动物细胞水平上的氯酚类化合物联合作用模型和分子作用机制。在MTT细胞毒性实验基础上我们通过多种模型分析的方法确定了以不同浓度比例混合的双组分氯酚类化合物的联合作用类型。研究表明,PCP+CP,PCP+DCP,PCP+TCP的混合物分别表现出有规律的拮抗-部分加和作用,相加-协同作用,协同作用。本研究为评估和预测双组分氯酚类化合物的联合细胞毒性作用提供了有价值的实验依据。其中PCP+CP混合物所体现出特有的拮抗作用可为环境安全控制提供可能的途径。