發(fā)布時間：2018-01-03 17:13

  本文關鍵詞：幾種農藥在動物模型中立體選擇性降解及代謝組學研究　出處：《中國農業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：農藥的廣泛使用對農作物增產增收發(fā)揮著重要作用,但同時也對人和動物等非靶標生物的健康構成嚴重威脅。在經常使用的農藥中,有約30%的農藥為手性農藥,手性農藥對映體在生物體內吸收、分布、降解以及毒性效應等方面往往存在明顯差異。本論文以動物體內和體外模型為基礎,研究內容主要包括以下三個方面：(1)苯霜靈、甲霜靈、己唑醇對映體在家兔和大鼠體外肝微粒體中的立體選擇性降解及酶代反應動力學研究。(2)甲霜靈對映體在小鼠體內立體選擇性吸收、分布、代謝、排泄及代謝物的分析鑒定。(3)從系統(tǒng)生物學的角度,利用代謝組學的研究手段對甲霜靈、精甲霜靈和硫丹的毒性效應進行評價。本研究為手性農藥風險評估、保障人類健康提供了更加準確、全面的研究基礎和科學依據。以肝微粒體體外代謝模型,建立了手性農藥苯霜靈、甲霜靈、己唑醇在肝微粒體中的提取、凈化、拆分以及定量分析方法。并且研究了苯霜靈、甲霜靈、己唑醇在肝微粒體中的立體選擇性降解行為。結果表明苯霜靈在家兔和大鼠肝微粒中的降解都具有明顯的立體選擇性并且苯霜靈在這兩種物種肝微粒中降解的立體選擇性趨勢正好相反。在家兔肝微粒體中,外消旋體苯霜靈及苯霜靈單體分別孵育時,降解速度都是尺-苯霜靈盡苯霜靈。在大鼠肝微粒體中,外消旋體苯霜靈及苯霜靈單體分別孵育時,降解速度都是R-苯霜靈S-苯霜靈。酶促反應動力學結果表明在家兔肝微粒體中,R-苯霜靈的最大反應速率(Vmax)和內在清除率(CLint)都大于S-苯霜靈；而在大鼠肝微粒中R-苯霜靈都小于S-苯霜靈。甲霜靈在家兔和大鼠肝微粒體中的降解也具有明顯的立體選擇性并且甲霜靈在這兩種物種中立體選擇性降解的趨勢相同。在家兔和大鼠肝微粒體中,外消旋體甲霜靈和甲霜靈單體分別孵育時,降解速度都是尼甲霜靈S-甲霜靈。酶促反應動力學結果表明在這兩種物種肝微粒體中,R-甲霜靈的最大反應速率(Vmax)和內在清除率(CLint)都小于S-甲霜靈。外消旋體己唑醇和己唑醇單體在大鼠肝微粒體中的降解具有明顯的立體選擇性并且在降解過程中己唑醇兩對映體間存在競爭性相互抑制作用。外消旋己唑醇和己唑醇單體孵育時,降解速度都是(+)-己唑醇(-)-己唑醇。相互抑制實驗結果表明己唑醇兩對映體間存在競爭性相互抑制,IC50(+)/(-)為34.20 μmol/L而IC50(-)/(+)為 64.16μmol/L,即(+)-己唑醇對(-)-己唑醇的抑制作用更大。同時苯霜靈、甲霜靈、己唑醇在家兔和大鼠肝微粒體降解過程中都沒有發(fā)生對映體間的相互轉化。以小鼠為實驗動物,采用灌胃給藥方式,研究了甲霜靈對映體在小鼠體內立體選擇性吸收、分布、代謝及排泄情況,同時對代謝產物進行分析測定。結果表明甲霜靈在小鼠體內的吸收、分布、代謝及排泄過程都具有明顯的立體選擇性,都是尺-甲霜靈的濃度大于S-甲霜靈的濃度。組織中甲霜靈的代謝速度為肺臟心臟肝臟,且尿液和糞便中甲霜靈的濃度高于組織和血漿樣本。代謝物檢測結果表明甲霜靈在小鼠體內主要通過羥基化、去甲基化和去二甲基化形成相對應的代謝產物。以小鼠為實驗動物,采用灌胃給藥四個不同劑量的甲霜靈和精甲霜靈,運用基于NMR和LC-MS/MS的代謝組學技術研究了甲霜靈和精甲霜靈對小鼠代謝輪廓及毒性效應的影響。結果表明甲霜靈和精甲霜靈都能造成小鼠肝細胞炎癥和肝細胞壞死并且相同劑量的精甲霜靈造成的肝損傷程度大于同等劑量的甲霜靈。尿液代謝組學表明不同劑量的甲霜靈、精甲霜靈處理組同空白對照組在偏最小二乘法判別分析(PLS-DA)上都能很好地分開,說明甲霜靈、精甲霜靈處理后都能引起小鼠體內自身代謝輪廓的變化。通過對尿液代謝物鑒定和統(tǒng)計分析表明甲霜靈作用后引起小鼠尿液中10種代謝物發(fā)生顯著性變化,而精甲霜靈作用后引起尿液中19種代謝物發(fā)生顯著性變化。表明甲霜靈、精甲霜靈在誘導小鼠內源性代謝物變化的數(shù)量和類別上具有明顯的立體選擇性。同時代謝輪廓表明甲霜靈、精甲霜靈作用后會引起小鼠體內甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝；三羧酸循環(huán)；丙酮酸代謝等6條代謝途徑受到嚴重影響,進而影響小鼠體內的氨基酸代謝、能量代謝、脂質代謝和微生物代謝。血漿氨基酸的同位素內標精確定量分析結果表明甲霜靈、精甲霜靈作用后會引起血漿中氨基酸濃度的明顯波動。同時色氨酸代謝輪廓精確定量分析表明甲霜靈、精甲霜靈作用后會引起血清素、吲哚-3-丙酸、色氨酸含量的升高；吲哚-3-乳酸、犬尿氨酸含量降低。并且作用劑量越高,引起代謝物相應的變化程度也越明顯。甲霜靈、精甲霜靈在誘導小鼠血漿氨基酸和色氨酸代謝物變化的程度上具有明顯的立體選擇性。以小鼠為實驗動物,采用灌胃給藥三個不同劑量的硫丹,運用基于NMR和LC-MS/MS的代謝組學技術研究了硫丹對小鼠代謝輪廓及毒性效應的影響。結果表明硫丹作用后能引起小鼠體重明顯減輕、血清生化指標的顯著性變化、肝細胞炎癥和肝細胞壞死。尿液代謝組學表明不同劑量的硫丹處理組同空白對照組在偏最小二乘法判別分析(PLS-DA)上都能很好地分開,說明硫丹處理后引起小鼠體內自身代謝輪廓的變化。通過對尿液代謝物鑒定和統(tǒng)計分析表明硫丹作用后引起小鼠尿液中18種代謝物發(fā)生顯著性變化。同時代謝輪廓表明硫丹作用后會引起小鼠體內三羧酸循環(huán)；丙酮酸代謝；糖酵解等7條代謝途徑發(fā)生顯著性變化,進而影響小鼠整體的能量代謝、氨基酸代謝、脂質代謝和微生物代謝。血漿氨基酸同位素內標精確定量分析結果表明硫丹作用后會引起血漿中氨基酸濃度的明顯波動。同時色氨酸代謝輪廓精確定量分析表明硫丹作用后會引起色氨酸、吲哚-3-乙酸含量的降低和犬尿氨酸、吲哚-3-丙酸、吲哚-3-乳酸含量的升高。同時隨著硫丹作用劑量的升高,KYN/TRP比值逐漸增大。表明小鼠在受到硫丹作用后引發(fā)相應的炎癥反應導致吲哚胺2,3-雙加氧酶(1DO)酶含量升高,活性增大,色氨酸代謝成犬尿氨酸這一代謝途徑得到加強。
[Abstract]:The extensive use of pesticides in crop production plays an important role in income, but also to human and animal health and other non target organisms pose a serious threat. Often used in pesticide, pesticide has about 30% as chiral pesticides, chiral pesticides distribution of enantiomers in vivo, degradation and toxicity, etc. there are obvious differences. This thesis is based on the animal model in vivo and in vitro, the main research contents include the following three aspects: (1) benalaxyl, metalaxyl, hexaconazole on stereoselective degradation enantiomers in rabbit and rat liver microsomes in vitro and the enzyme kinetics (2.) metalaxyl enantiomers in vivo stereo selective absorption, distribution, metabolism, excretion and identification of metabolites. (3) from the view of systems biology, metabonomics study by means of metalaxyl and Metalaxyl-M and endosulfan poisoning To evaluate the effect. The study of chiral pesticide risk assessment, protection of human health provides more accurate and comprehensive research and scientific basis. In vitro liver microsomal metabolism model, established the chiral pesticides benalaxyl, metalaxyl, hexaconazole in liver microsomes extraction, purification, separation and quantitative analysis method. And the study of benalaxyl, metalaxyl, stereoselective degradation of hexaconazole in liver microsomes. The results show that the degradation of benzene cream spirit in liver microsomes of rats and rabbits have obviously stereoselectivity and degradation of benalaxyl in the two species in the stereoselectivity of liver microsomes on the contrary trend. In the rabbit liver microsomes, racemic benalaxyl and benalaxyl monomer respectively during incubation, degradation speed is the ruler - benalaxyl as benalaxyl. In rat liver microsomes, racemic benalaxyl and benalaxyl monomer 鍒嗗埆瀛佃偛鏃，

本文編號：1374821