本文關(guān)鍵詞：基于代謝組學的手性PCBs對斑馬魚胚胎選擇性毒性研究

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【摘要】：多氯聯(lián)苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)屬于持久性環(huán)境污染物,早在上世紀70年代就被禁止在全球范圍使用,但由于其易蓄積、難降解、能夠遠距離遷移的特性,目前環(huán)境中仍存在大范圍的多氯聯(lián)苯污染現(xiàn)象。PCBs的非靶標生物毒性研究已有較多報道,尤其是針對斑馬魚的毒性研究。多氯聯(lián)苯作為手性污染物,其對映體在生物學和毒理學方面可能存在選擇性差異,從而表現(xiàn)出不同的生物活性特征。然而,目前針對手性PCBs對斑馬魚非靶標生物的選擇性毒性差異研究罕有報道,因此缺乏更為全面、準確地評價其毒性作用機理的科學依據(jù)。本論文從代謝靶標分析(Targeted analysis)和代謝輪廓分析(Metabolic profiling)兩方面,揭示手性PCBs95和136對斑馬魚胚胎的選擇性毒性差異及作用機制,篩選PCBs毒性作用的生物標志物。這是從代謝組學層面關(guān)于手性PCBs選擇性毒性行為研究的首次報道。論文采用液相色譜法對19種手性PCBs進行了拆分,對比了5種多糖類手性色譜柱的拆分性能,考察了柱溫的影響,并采用在線旋光確定了各PCBs的對映體洗脫順序。除PCB197以外,其他18種PCBs能在至少1種色譜柱上得到較好分離;Cellulose-1、Cellulose-3和Cellulose-4色譜柱對手性PCBs分離較好,而Cellulose-2和Amylose-2分離效果較差。在5-30℃范圍內(nèi),手性PCBs拆分過程受焓驅(qū)動(除PCBs88、131在Cel-4上的分離),低溫更利于對映體的分離。此外,手性PCBs分離的難易程度和出峰順序,與苯環(huán)上氯原子的取代數(shù)目和位置有關(guān)。利用UPLC-Qtrap對手性PCB95暴露的斑馬魚胚胎進行代謝靶標分析。該方法共篩選出26種生物標志物,包括氨基酸、有機酸、核酸、甜菜堿和膽堿等。在胚胎體內(nèi),PCB95的生物標志物變化情況與其對映體的結(jié)構(gòu)有關(guān);隨著PCB95濃度的增加,生物標志物表現(xiàn)出了不同的劑量效應(yīng)關(guān)系。實驗結(jié)果表明,PCB95造成了很多神經(jīng)、免疫相關(guān)物質(zhì)的代謝紊亂,據(jù)此推斷PCB95可能干擾了神經(jīng)和免疫系統(tǒng),造成了能量代謝障礙和肝臟損傷。利用UPLC-Qtof對手性PCBs95和136暴露的斑馬魚胚胎進行代謝輪廓分析。PCBs95和136暴露斑馬魚胚胎后共發(fā)現(xiàn)了460種潛在生物標志物,由于代謝組學的鑒定手段并不完善,最終完成了22種物質(zhì)的鑒定,主要是氨基酸、有機酸、磷脂類和與糖類代謝相關(guān)的物質(zhì)。PCBs95、136單獨或聯(lián)合暴露時,對斑馬魚胚胎均有顯著的毒性作用;且PCBs95和136聯(lián)合暴露時,胚胎受PCB136的影響較大。(+)-、(-)-和rac-PCB136對斑馬魚胚胎的選擇性毒性差異較小;(-)-和rac-PCB95的毒性作用較為相似,而(+)-PCB95與前兩者的毒性作用差異較大。本論文通過對手性PCBs95和136暴露斑馬魚胚胎的代謝靶標和代謝輪廓分析,證明了LC/MS-MS代謝組學技術(shù)可以有效地用于手性多氯聯(lián)苯的選擇性毒性差異研究,及其生物標志物的篩選,為從代謝組學角度研究手性環(huán)境污染物的選擇性毒性行為及致毒機理提供了新方法,并奠定了重要基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X171.5

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4 趙U，

本文編號：1177165