三聚氰胺是三嗪类含氮杂环有机化合物,近年来由于宠物、畜禽中毒,"三鹿婴幼儿奶粉"和"2010年卷土重来"事件的频频发生,其毒性已日益显露,迫切需要对其安全性及监测体系进行深入系统研究。本项目拟在食品安全性毒理学评价的基础之上,结合食品安全研究的新领域对三聚氰胺的安全性作进一步评定。探讨其生殖毒性,在分子水平上明确三聚氰胺对哺乳动物生殖内分泌系统和生殖基因产生的可能影响;揭示其对小鼠睾丸生精细胞凋亡及相关基因表达的调控作用;探明三聚氰胺对不同哺乳动物肾脏、膀胱上皮细胞的毒性,探索其毒性作用机理;寻找与机体长期接触后形成的分子加合物,在细胞和分子水平上筛选可用于监测的敏感生物标志物。该研究可以为完善三聚氰胺的毒理学资料,建立健全动物性食品安全监测体系提供科学的数据和可靠的依据,对保护人体健康,确保动物性食品的安全和畜牧业的健康发展均具有十分重要的现实意义和应用价值。
melamine;cyanuric acid;reproductive toxicity;cytotoxicity;biomarkers
摘要三聚氰胺属于三嗪类含氮杂环有机化合物,三聚氰酸为其同系物,二者被广泛用于各种化工材料、农药等,故在环境、包装中普遍存在。近年来由于其带来的危害已经引起了全世界的重视,迫切需要对其安全性及监测体系进行深入研究, 因此,在国家自然科学基金委的资助下我们开展了该项研究。本研究在食品安全性毒理学评价的基础之上,结合食品安全研究的新领域,在细胞、分子水平等不同层次上展开。主要的研究结果如下。(1)二者对雄鼠生殖系统的影响。①可以引起睾丸组织结构损伤,如生精细胞层数减少,结构松散,有些细胞核肿大、溶解等;细胞超微结构发生不同程度变化,如细胞核形态不规则,核内异染色质有边集现象,核膜部分模糊等,二者联合作用更加显著。②二者可以诱导生精细胞发生凋亡,其作用机理主要是通过促进凋亡诱导基因Bax的表达,降低抑制基因Bc1-2的表达来实现的。③Bax凋亡诱导蛋白主要定位于精原细胞和初级精母细胞;当攻毒浓度增加时,则在各级生精细胞均有表达;Bc1-2凋亡抑制蛋白在各级生精细胞中均可见到,间质细胞多见。④三聚氰胺及三聚氰酸联合可以引起小鼠精子畸形率升高。(2)对雌鼠生殖系统的影响。①长期接触三聚氰胺及其同系物能够导致小鼠血清中雌二醇和孕酮的合成水平量降低。②RT-PCR和RTQ-PCR检测,攻毒小鼠卵巢PR和ER基因的mRNA表达量均下降,故推测该类物质可以通过干扰内分泌系统来影响雌鼠的生殖作用。 (3)细胞毒性研究发现,三聚氰胺及其与三聚氰胺混合物对体外培养的Vero、BHK-21和膀胱上皮细胞均会产生一定影响,引起圆缩细胞增多,贴壁细胞数量减少;二者混合组还会使不规则细胞形态增多,其中BHK-21细胞更敏感,部分细胞两端变细、呈棒状或针状。三聚氰胺细胞毒性级为1级,而二者混合细胞毒性级为2级。该类化合物对蛋白质的合成没有明显的影响,但会干扰细胞对中性红的摄取率,由此推测该类化合物对细胞的溶酶体可能会产生一定的损伤。(4)三聚氰胺及其与三聚氰酸混合攻毒对小鼠其它脏器超微结构也会产生影响,可引起小鼠肝脏、脾脏的损伤,同时也会引发小鼠胃壁和十二指肠超微结构的改变。本系列研究成果补充了三聚氰胺及其同系物的毒理学资料,为建立健全该类化合物的食品安全监测体系提供科学的数据和可靠的依据。