典型抗生素多世代毒性效應及其表觀遺傳學機理研究

《典型抗生素多世代毒性效應及其表觀遺傳學機理研究》是依託同濟大學，由於振洋擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：典型抗生素多世代毒性效應及其表觀遺傳學機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：于振洋
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

環境化學物質低濃度、長期暴露的毒性效應研究是目前生態毒理學的熱點，而世代毒性、傳遞規律及其機制研究是一個優先領域。本項目選擇新興污染物磺胺類抗生素作為典型抗生素，以秀麗線蟲為模式動物，通過單世代暴露與多世代多次暴露等方法，對秀麗線蟲子三代進行行為學、生長、繁殖量、世代時間、化學趨向性、壽命、凋亡、觸感反應等指標的檢測，研究與甄別多世代毒性效應；採用化學分析（LC-MS-MS）與生態毒性（生物體染色觀察）相結合，研究毒性在不同世代間的傳遞及規律；採用染色質免疫共沉澱-測序（ChIP-seq）等表觀遺傳學方法，根據秀麗線蟲DNA甲基化、組蛋白修飾、轉錄因子等指標，從表觀遺傳學角度闡述毒性效應在世代間的傳遞機制。研究項目旨在探索化學污染物在低濃度長期暴露下多世代毒性及其機制，建立和發展多世代毒性研究方法，為新興污染物的生態風險評價、環境標準制定提供科學依據和方法。

結題摘要

為研究環境化學品低濃度、長期暴露效應，目前環境毒理學研究所採用的慢性毒性效應研究方法只涉及受試生物單個世代內的某一時間段進行暴露，該方法難以闡述實際環境跨越多個世代的暴露效應與潛在機制。本項目選擇秀麗線蟲，開展相鄰世代、多個世代毒性效應與機制研究。基於參照毒物重金屬的相鄰世代毒性效應，建立了採用L3幼蟲進行相鄰世代毒性效應研究方法。磺胺抗生素對相鄰世代毒性效應結果表明，其對母代線蟲F0的運動、生長等指標的抑制效應能夠傳遞到其子代F1中。磺胺抗生素對F0線蟲進行暴露後，對壽命、生殖與種群生長的毒性效應能夠延續6個世代之久，並且F1線蟲壽命最短，F2線蟲生殖最弱，表明胚胎與生殖細胞系暴露對壽命與生殖的重要影響；而且磺胺抗生素對生殖產生了毒物興奮效應，具有干擾線蟲環境適應能力的潛力。基於重金屬研究結果建立了從蟲卵開始暴露的多世代毒性效應研究方法。經歷磺胺抗生素11個世代暴露的F11線蟲與其第一個未經暴露的子代F14’線蟲體內組蛋白甲基化位點H3K4me3結合的基因數量顯著高於空白組線蟲，這些基因參與調控脂肪代謝、生殖發育以及跨膜運輸等生物過程，表明多世代長期毒性效應涉及表觀遺傳調控機制。本項目拓展性研究了磺胺抗生素及其與重金屬混合物對秀麗線蟲生長、運動、抗氧化回響以及關鍵基因的毒性效應與毒性相互作用，並拓展研究了鎳、離子液體的毒物興奮效應。研究結果為評價污染物實際暴露條件下的環境風險，提供了長期暴露效應研究方法與表觀遺傳機制，並為研究混合毒性效應以及生境適應機制提供研究基礎。項目共發表標註基金的SCI論文5篇、中文核心期刊論文2篇，尚有待發表SCI論文1篇，已參與國際學術交流活動2次、國內學術交流會議3次，培養1名博士研究生、3名碩士研究生獲得學位。