内分泌干扰物与鱼类性激素转运蛋白结合能力QSAR模型的建立与验证文献综述

 2022-11-05 03:11

文 献 综 述

1 研究背景

生物富集(bio-concentration),又称生物浓缩,是生物有机体或处于同一营养级上的许多生物种群,从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物,使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象[1]。而过量有机物进入鱼体内后会影响鱼内分泌系统的正常运作,例如类雌激素化合物会与鱼体内的雌激素受体蛋白结合从而影响生殖系统的发育。

环境内分泌干扰物(EEDs)是一类可以改变生物体内激素的合成、释放、运输、代谢、结合、作用或清除等一系列生物过程的外源物质。性激素的生物合成需要一系列酶的参与,体内和体外研究表明,性激素合成途径中的类固醇生成酶是EEDs[2]。通过非性激素受体介导途径发挥内分泌扰乱作用的重要靶点,性激素合成途径的扰乱可能导致生物体生殖系统受损[3]。为了更好的研究这类内分泌干扰物对鱼类的影响,我们建立了一些模型用来预测不同的化合物或者不同化合物组成的混合物进入鱼体内时所产生的影响,并采取一定手段对其进行评价和表征,为快速筛选环境内分泌干扰物提供依据。

2 环境内分泌干扰物的作用机理

许多环境内分泌干扰物如双酚A、4-壬基酚、己烯雌酚(DES)、o,p-DDT等具有与生物体内雌激素相类似的结构,可作为配体与雌激素受体结合,通过性激素受体介导途径发挥类雌激素效应,这种作用方式被认为是环境内分泌干扰物(EEDs)发挥内分泌干扰作用的经典作用途径,这类化合物也被称为环境雌激素。此外,环境中还存在很多化学物质,虽然其结构与内源性激素并不相似,不能直接与激素受体相结合,但在体内实验中却也表现出内分泌干扰效应,这可能是其影响了生物体内性激素的合成、转运、代谢、清除等过程,从而影响了性激素的含量,这些作用被统称为非性激素受体介导途径。性激素的合成涉及到一系列的酶促反应,EEDs对性激素合成途径的干扰可能是影响了性激素合成底物的含量,也可能是影响了类固醇生成酶mRNA的表达和活性[4-7]

3 实验研究

考虑到实验数据的准确性和实验的安全性,实验对象为鱼原代肝细胞,并以其产生的卵黄原蛋白(Vtg)作为生物标志物。将原代肝细胞分别暴露在17beta;-雌二醇、雌激素酮、雌激素三醇、己烯雌酚、麝香酮、辛基酚、双酚A、o,p-DDT、硫芴等的单一化合物中培养,在一定时间后检测其中的Vtg,从而得出单一化合物所产生的雌激素效应。继而将其中的部分化合物混合得到不同的混合物组合,将原代肝细胞暴露与混合物中培养,在一定时间后检测其中的Vtg,得出混合所产生的雌激素联合效应。比较混合物产生的联合效应与单一化合物的雌激素效应的加和,确定化合物混合后雌激素联合效应的误差[8]

当环境内分泌干扰物作用于处于不同生长发育阶段的鱼类时,所产生的影响结果是不同的。将幼鱼和成年鱼分别暴露培养在不同的环境内分泌干扰物中时,幼年雌鱼加速进入青春期和成熟期,而成年雌鱼和雄鱼的性腺发育滞后[9]

此外,还进行了不同温度、不同浓度下系列实验,分析得出环境内分泌干扰物发生作用的温度范围以及最低作用浓度[10]

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