六溴环十二烷(HBCDs)为添加型阻燃剂,广泛应用于聚苯乙烯泡沫材料、室内装潢纺织品和电子产品中,易释放进入环境,因其难降解而具有生物累积性,在食品和母乳中被检出。研究表明其可能与DDT和多氯联苯一样,引起一系列疾病,目前对HBCDs的健康风险评价尚处于起步阶段。已有研究表明HBCDs具有神经发育毒性,初步认为与其外周甲状腺激素干扰作用有关。我们前期工作中首次发现HBCDs具有星形胶质细胞毒作用,结合已有的文献分析,我们推测HBCDs通过甲状腺激素依赖机制直接作用于星形胶质细胞,影响其发育和功能状态,从而导致神经系统发育障碍。基于此设想,本课题拟采用细胞和动物实验相结合,通过神经行为学、组织及细胞形态学、基因和蛋白表达分析等,从整体-细胞-分子三个层面探讨HBCDs神经发育毒性作用与机制,为HBCDs神经发育毒性的防治提供新靶标,也为研究甲状腺激素干扰物神经发育毒性作用的机制奠定基础。
Hexabromocyclododecanes;Astrocytes;Neurons;Apoptosis;oxidative stress
六溴环十二烷(HBCDs)是一种添加型阻燃剂,主要用于聚苯乙烯颗粒和建筑材料中以降低其可燃性。HBCDs具有亲脂性和生物累积性,已经成为环境介质和生物群中无处不在的污染物,在人血液和母乳中被检出。现有少量研究表明HBCDs具有内分泌干扰毒性和神经毒性。本年度我们重点研究了HBCDs对星形胶质细胞的毒性作用及作用机制。首先利用原代培养的星形胶质细胞考察不同剂量HBCDs暴露对细胞增殖与活力的影响,结果表明HBCDs剂量依赖性地降低细胞活力。进一步实验结果证实HBCDs引起细胞内活性氧生成增多,抗氧化酶SOD和GSH-Px活力下降、脂质过氧化产物MDA水平上升,氧化损伤导致细胞发生凋亡和坏亡;其次利用酶联免疫方法检测凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2和caspase-3表达,蛋白印迹方法检测P38信号通路激活情况,结果表明HBCDs暴露引起促凋亡蛋白Bax表达量增高,抑凋亡蛋白Bcl-2表达降低,Caspase-3和P38信号通路被激活;此外ELISA法检测HBCDs暴露对星形胶质细胞分泌的细胞因子的影响, 结果显示HBCDs引起星形胶质细胞分泌的层粘连蛋白 (laminin) 和纤连蛋白(fibronectin)表达降低,白介素-6 (IL-6) 和肿瘤坏死因子 (TNF-α) 表达增高;最后利用HBCDs暴露的星形胶质细胞条件介质加入到皮层神经元培养液中,利用神经元特异蛋白MAP-2免疫细胞染色发现其对神经元具有损伤作用。本研究证明HBCDs引起星形胶质细胞损伤,发生凋亡现象,损伤的星形胶质细胞抗氧化能力下降,分泌的炎症因子增多,进而对神经元造成损害,影响神经发育。本研究对于深入理解HBCDs暴露对星形胶质细胞毒性的作用机制,以及后续研究HBCDs通过星形胶质细胞发挥神经发育毒性机制具有重要意义。