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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 二惡英慢性暴露對(duì)雄性大鼠性激素及PERF15蛋白的影響
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 二惡英是一類氯代芳香族化合物，其中以2,3,7,8-四氯二苯并二惡英(TCDD)毒性最大。本研究旨在探討二惡英生殖毒性效應(yīng)和內(nèi)分泌干擾作用，闡明PERF15蛋白在其毒性機(jī)制中的作用，為毒性靶標(biāo)的探尋奠定一定基礎(chǔ)，從而有助于毒性阻斷藥物的研究，國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。 本作品以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)為主體，真實(shí)的歷史事件為依托，輔以直觀鮮明的插圖，依此通俗易懂的展現(xiàn)形式，普及二惡英相關(guān)知識(shí)，使大眾了解典型內(nèi)分泌干擾物—二惡英的危害，藉此倡導(dǎo)“尊崇自然、關(guān)愛(ài)生命”的理念，呼吁社會(huì)各界保護(hù)環(huán)境、珍愛(ài)生命，為人與自然的和諧發(fā)展盡職盡力建言獻(xiàn)策。
- 詳細(xì)介紹：
- 二惡英是一類氯代芳香族化合物，包括多氯代二苯并-對(duì)-二惡英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs），共計(jì)210種，其中以2,3,7,8-四氯二苯并二惡英(TCDD)毒性最大。二惡英主要來(lái)源于垃圾焚燒和有機(jī)氯化合物合成過(guò)程，其在環(huán)境中難以降解，而且在食物鏈中具有明顯的生物放大作用。人體主要因攝入受污染食物而暴露于二惡英，其在體內(nèi)蓄積于脂肪，半衰期約為7年。二惡英具有廣譜的毒性效應(yīng)，包括生殖毒性、肝臟毒性、免疫毒性、致癌性和皮膚毒性等。二惡英也為環(huán)境中典型的內(nèi)分泌干擾物。 在越南落葉劑噴灑地區(qū)以及意大利薩浮索的流行病學(xué)調(diào)查顯示，男女雄雌比例失調(diào)、胎兒畸形率升高以及男性精子數(shù)下降等不良結(jié)局發(fā)生率升高，表明二惡英具有很強(qiáng)的生殖毒性，且對(duì)男性的影響更為明顯。然而，相關(guān)二惡英生殖毒性的實(shí)驗(yàn)研究相對(duì)較少，報(bào)道結(jié)果也存在一定的分歧，且對(duì)其毒性機(jī)制并不十分清楚。故本研究擬通過(guò)觀察二惡英慢性暴露對(duì)雄性大鼠性激素以及精子數(shù)的影響，探討二惡英雄性生殖毒性效應(yīng)。在探討二惡英生殖毒性效應(yīng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)觀察二惡英慢性暴露對(duì)睪丸PERF15蛋白表達(dá)的影響，以期對(duì)PERF15蛋白在二惡英生殖毒性中的作用加以理解。研究表明，PERF15蛋白作為一種睪丸特異性脂肪酸結(jié)合家族蛋白，對(duì)雄性精子發(fā)生等生殖功能具有重要的作用，可能與精子數(shù)降低有一定的關(guān)系。 本研究以雄性SD大鼠為研究對(duì)象，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為高、中、低劑量組和對(duì)照組，染毒劑量分別為875、350、140和0 ng/kg/week，對(duì)照組僅給予玉米油，每周染毒一次，連續(xù)灌胃29周。染毒結(jié)束后，以酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定大鼠血清性激素水平，以Western blot免疫印跡法測(cè)定睪丸PERF15蛋白表達(dá)。 結(jié)果表明，二惡英慢性暴露抑制了大鼠體重增加，而且使雄性大鼠血清性激素水平降低。血清性激素水平的紊亂提示二惡英可能擾亂了下丘腦—腺垂體—睪丸性腺軸的正常調(diào)節(jié)機(jī)制。睪酮、FSH水平降低以及睪丸PERF15蛋白表達(dá)下調(diào)可能與TCDD組附睪尾精子數(shù)下降有一定的關(guān)系。PERF15蛋白可能為TCDD生殖毒性蛋白靶標(biāo)之一。本研究有助于二惡英毒性機(jī)制的理解，為二惡英毒性靶標(biāo)的確定提供了一定線索，呼吁大眾保護(hù)環(huán)境、珍愛(ài)生命，從根本上杜絕二惡英對(duì)人體健康的危害，從而達(dá)到一級(jí)預(yù)防的目的。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的： 探討二惡英慢性暴露對(duì)雄性大鼠精子、性激素以及PERF15蛋白表達(dá)的影響；普及拓展相關(guān)二惡英知識(shí)。 思路： 以雄性SD大鼠為研究對(duì)象，不同劑量二惡英染毒29周后，測(cè)定血清性激素濃度、精子數(shù)以及睪丸PERF15蛋白表達(dá)水平等，探討二惡英慢性暴露對(duì)雄性大鼠生殖指標(biāo)和PERF15蛋白表達(dá)的影響；此外，作品采用通俗易懂的展現(xiàn)形式，普及二惡英污染來(lái)源、暴露途徑和毒性效應(yīng)等知識(shí)，以達(dá)到普及宣傳的作用。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1、探討二惡英生殖毒性效應(yīng)，為二惡英毒性靶標(biāo)的探尋提供一定科學(xué)依據(jù)；探討PERF15蛋白在二惡英毒性機(jī)制中作用，此項(xiàng)國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。 2、作品采用“以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)為主體，以真實(shí)的歷史事件為依托，輔以直觀鮮明的照片和插圖”的獨(dú)特展現(xiàn)形式。 3、將科學(xué)研究和知識(shí)普及融為一體，作品即面向研究人員又面向公眾，不盡能補(bǔ)充完善二惡英毒性資料，而且能普及拓展相關(guān)二惡英知識(shí)，倡導(dǎo)環(huán)保理念。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 1、完善二惡英生殖毒性數(shù)據(jù)資料，為毒性靶標(biāo)的確定提供一定科學(xué)依據(jù)，毒性靶標(biāo)的確定有助于二惡英毒性的防治 2、普及相關(guān)二惡英知識(shí)，呼吁保護(hù)環(huán)境、珍愛(ài)生命，倡導(dǎo)環(huán)保理念 3、作品面向研究人員和公眾，兼科學(xué)研究與知識(shí)普及為一體
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目的 探討二惡英慢性暴露對(duì)雄性大鼠性激素以及PERF15蛋白表達(dá)的影響。方法 32只6周齡雄性SD大鼠隨機(jī)分為4組，高、中和低TCDD組染毒劑量為875、350、140 ng/kg/week，對(duì)照組僅給予玉米油，每周染毒一次，連續(xù)灌胃29周。染毒結(jié)束后，以酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定大鼠血清性激素水平，以Western blot免疫印跡法測(cè)定睪丸PERF15蛋白表達(dá)。結(jié)果 與對(duì)照組相比，高、中劑量TCDD組動(dòng)物體重低于對(duì)照組(P<0.05);高劑量TCDD組血清睪酮(T)、黃體生成素(LH)、促卵泡激素(FSH)水平低于對(duì)照組(P<0.05)；高、中劑量TCDD組動(dòng)物附睪尾精子數(shù)低于對(duì)照組(P<0.05); TCDD組PERF15蛋白表達(dá)水平低于對(duì)照組。結(jié)論 TCDD暴露抑制了動(dòng)物體重增加，擾亂了血清性激素水平；PERF15蛋白表達(dá)下調(diào)可能與附睪尾精子數(shù)降低有一定關(guān)系。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 參賽作品獲天津醫(yī)科大學(xué)一等獎(jiǎng) 參賽作品獲天津賽區(qū)特等獎(jiǎng)
參考文獻(xiàn)
- [1]Rachel Carson(著), 吳國(guó)盛(譯). 《寂靜的春天》.科學(xué)出版社, 2008. [2]余莉萍, 李會(huì)茹, 孟祥周, 等. 電子垃圾焚燒排放的二惡英對(duì)周圍大氣環(huán)境的影響. 環(huán)境污染與防治, 2008, 30: 8-11. [3]Kido T, Suzuki R, Hosono T, et al. The testicular fatty acid binding protein PERF15 regulates the fate of germ cells in PERF15 transgenic mice. Develop. Growth Differ, 2005, 47: 15-24. [4]Choi JS, Kim IW, Hwang SY, et al. Effect of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin on testicular spermatogenesis-related panels and serum sex hormone levels in rats. BJU International, 2008, 101:250-255. [5]Fukuzawa NH, Ohsako S,Wu Q.Testicular cytochrome P450scc and LHR as possible targets of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) in the mouse. Molecular And Cellular Endocrinology, 2004, 221:87-96. [6]Tatsuo Kido, Ryusuke Suzuki, Tomohiko Hosono, et al. The testicular fatty acid binding protein PERF15 regulates the fate of germ cells in PERF15 transgenic mice. Develop Growth Differ, 2005, 47:15-24.
同類課題研究水平概述
- 二惡英是一類有機(jī)氯化合物的總稱，包括多氯二苯并-對(duì)-二惡英和多氯二苯并呋喃，此類物質(zhì)在環(huán)境中極為穩(wěn)定，屬POPs公約首次列入受控的持久性有機(jī)污染物之一。其中以2,3,7,8-四氯二苯并二惡英(TCDD)毒性最大，國(guó)內(nèi)外以TCDD為二惡英類物質(zhì)的代表，開(kāi)展廣泛的毒理學(xué)研究。二惡英主要伴隨垃圾焚燒和有機(jī)氯化合物的合成過(guò)程而產(chǎn)生，毫無(wú)工業(yè)價(jià)值和商業(yè)價(jià)值，其在生物鏈具有明顯的生物放大作用和脂肪蓄積性，在體內(nèi)蓄積于脂肪，半衰期約為7年。 二惡英具有肝毒性、免疫毒性、致癌性、皮膚毒性等廣譜的生物學(xué)效應(yīng)，也是典型的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，可阻礙、模擬體內(nèi)正常激素的功能，從而導(dǎo)致內(nèi)分泌紊亂并引起一系列異常結(jié)局。此外，流行病調(diào)查顯示二惡英可引起男女雄雌比例失調(diào)、胎兒畸形率升高以及男性精子數(shù)下降等不良結(jié)局發(fā)生率升高，即表明二惡英可能具有很強(qiáng)的生殖毒性。 國(guó)內(nèi)外對(duì)二惡英毒性機(jī)制的研究雖取得了一定的進(jìn)展，表明AhR受體依賴途徑為二惡英的主要毒性機(jī)制，但對(duì)此并不十分清楚，尤其對(duì)生殖毒性機(jī)制以及生殖毒性效應(yīng)的研究報(bào)道相對(duì)更少，且相關(guān)生殖毒性效應(yīng)的報(bào)道結(jié)果存在一定分歧。二惡英作為一種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，不僅影響親代生殖系統(tǒng)功能，而且損傷子代生殖功能和生長(zhǎng)發(fā)育，嚴(yán)重污染可影響人類的繁衍。在我國(guó)由于工業(yè)發(fā)展以及工業(yè)危害的轉(zhuǎn)嫁，使人群暴露于二惡英的機(jī)會(huì)逐漸增多，關(guān)注二惡英生殖毒性效應(yīng)顯得尤為迫切。 毒物毒性靶標(biāo)的確定，不僅有助于毒性阻斷藥物的研制以及生物監(jiān)測(cè)，對(duì)防治毒物中毒具有重要的意義，而且有助于毒物毒性機(jī)制的理解，然而國(guó)內(nèi)外研究尚無(wú)確定二惡英毒性靶標(biāo)。研究表明，PERF15蛋白作為一種睪丸特異性脂肪酸結(jié)合家族蛋白，對(duì)雄性精子發(fā)生等生殖功能具有重要的作用，可能與精子數(shù)降低有一定的關(guān)系。本研究探討PERF15蛋白與二惡英生殖毒性的關(guān)系，探索PERF15蛋白在二惡英生殖毒性機(jī)制中所扮演的角色，以期為二惡英毒性靶標(biāo)的確定提供一定線索。PERF15蛋白與二惡英生殖毒性關(guān)系的研究，國(guó)內(nèi)仍為空白。
