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短链氯化石蜡(SCCPs)是一类链长为10~13个碳原子,氯含量通常在30%~70%之间(质量分数)的氯代正构烷烃,具有上千种同族体和异构体。SCCPs具有优良的热稳定性和化学稳定性,并且价格低廉,已被广泛用作金属加工液、涂料、密封剂、粘合剂、皮革处理剂、塑料和橡胶的增塑剂和阻燃剂[1]。由于其具有环境持久性、远距离迁移性、生物累积性和较高毒性,2017年5月,SCCPs被列入《关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约》附录A的受控清单,成为一类新的POPs[2]。过去的30年,美国、欧盟和加拿大等发达国家已对SCCPs的生态风险和人体健康风险进行了初步的评估。然而,关于其毒性效应和毒性机制的研究仍十分有限,尚不明确环境相关浓度SCCPs是否会对生物和人类健康产生不利影响。本团队借助代谢组学和转录组分析技术,分别基于体内(in vivo)和体外(in vitro)暴露试验,研究了环境相关剂量的SCCPs对生物体代谢的影响、及可能的毒性作用机制。主要结果如下:(1)对人体肝脏模式细胞HepG2代谢的影响SCCPs降低了HepG2细胞的活度,诱导了氧化胁迫效应,并对细胞内小分子代谢产生了显著影响。SCCPs可以作为一种过氧化物酶体增殖促进剂诱导机体过氧化物酶体增殖,促进不饱和脂肪酸和长链脂肪酸的β-氧化;同时,SCCPs暴露对细胞能量代谢和氨基酸代谢产生了明显扰动,致使尿素循环上调[3]。(2)对斑马鱼胚胎和幼鱼发育和代谢的影响观察发现,SCCPs暴露没有显著影响胚胎的存活与孵化,但显著降低孵化后幼鱼的存活率;且随着暴露剂量的增加,幼鱼存活率大大降低,暴露第13天时SCCPs的LC50值为34.4μg/L。拟靶向代谢组学分析手段共检测到560种代谢物,统计分析结果表明,环境相关剂量的SCCPs已开始对斑马鱼胚胎代谢产生显著影响。SCCPs主要影响了斑马鱼胚胎的甘油磷脂代谢、脂肪酸代谢和嘌呤代谢[4]。(3)对PPARα受体的激活作用及机制过氧化物酶体增殖物激活受体α亚型(PPARα)是一类配体依赖的转录因子,对于细胞脂质代谢具有重要的调控作用。PPARα是SCCPs的潜在作用靶点。利用双荧光素酶报告基因实验、荧光定量PCR实验及分子对接模拟研究了SCCPs与大鼠和人PPARα间的相互作用。结果表明,在大鼠试验中,SCCPs暴露诱导了荧光素酶报告基因的表达,并且提高了大鼠肝脏PPARα的多个靶基因(Pex11a、Decr2、Ech1、Ehhadh、Eci1和Cyp4a1)的表达水平,表现出明显的PPARα激活效应。SCCPs同样能激活人PPARα受体,但相对于大鼠,其激活效应相对较弱。分子对接结果显示,SCCPs主要通过疏水作用与PPARα配体结合口袋相互作用,其结合能力随氯含量的增加而增强。(4)对大鼠甲状腺激素的干扰效应研究了SCCPs经口暴露28天对雄性SD大鼠血浆甲状腺激素(TH)水平、甲状腺滤泡组织结构、甲状腺及肝脏组织相关基因表达水平的影响。结果表明,SCCPs暴露显著降低了大鼠血浆游离三碘甲腺原氨酸(T3)含量及游离甲状腺素(T4)含量,并升高了促甲状腺激素(TSH)的含量。SCCPs暴露未对大鼠甲状腺组织结构及相关基因表达情况产生显著影响,说明甲状腺不是SCCPs的主要作用靶点。相反,SCCPs暴露显著提升了大鼠肝脏Cyp2b1、Ugt1a1和Oat2基因的表达水平及编码蛋白的含量。分子对接结果显示,SCCPs主要通过激活组成型雄烷受体(CAR)使肝脏TH转运及降解增强,从而引起甲状腺激素干扰效应[5]。