基于生物富集转化过程及其仿生技术的水中抗雄激素活性物质鉴别评价研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21577058
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0603.大气污染与控制化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The wide spread of antiandrogenic (AA) contaminants is one of the important factors leading to the occurrence of feminized male fish, and generates potential threat to the aquatic organism and even for regional drinking water security. Since the structures and species of AA contaminants are not clear, the identification of key active contaminant is desiderated to carry out. In order to explore the key factor that revealing the aquatic process of AA contaminants and the further identification and evaluation, this project tends to :(1) study the accumulation and transformation of AA contaminants in typical aquatic organism, and revealing the effects of the dynamic process to the activity of AA contaminants; (2) develop the bionic techniques according to the accumulation and transformation process of the contaminants based on passive sampling and in vitro degradation; (3) combine mass spectrum, chromatography and activity simulation for the stepped identification and risk assessment of non-target AA contaminants, on the basis of quantitative analysis of the relationship between physiochemical properties and chromatographic characteristic as well as the AA activities; (4) finally establish the identification and evaluation techniques of AA contaminants in aquatic environment including bionic accumulation and transformation, stepped identification of non-target compounds and risk assessment. Moreover, this technique will be put into use in surface water in the lower reaches of Yangtze River to find out the main AA contaminants, their spatial distribution and potential risk, which will support the management of regional hormone contamination.
抗雄激素活性物质在水环境中广泛分布,是导致雄鱼雌性化的重要因素,对水生生物甚至区域饮用水安全构成潜在威胁。但其结构、种类尚不明确,亟需开展关键活性物质的鉴别研究。围绕如何真实反映抗雄激素活性物质的水环境过程并加以鉴别评估这一关键问题,本项目拟研究抗雄激素活性物质在典型水生生物中的富集转化过程,揭示该动力学过程对抗雄激素活性的影响;在此基础上,研发基于被动采样与体外降解的活性物质富集转化仿生技术;并联合质谱、色谱、活性模拟,定量解析活性物质物化参数与色谱特征及活性效应的关系,从而实现非目标抗雄激素活性物质的逐级鉴别与风险评估;最终构建起集富集转化仿生、非目标物逐级鉴别、风险评估为一体的水中抗雄激素活性物质鉴别评价技术,并应用于长江下游地表水,明确其关键抗雄激素活性物质种类、空间分布及潜在风险,为区域环境激素污染控制提供科学依据。

结项摘要

本项目针对水体中关键毒物的鉴别过程鲜少考虑水生生物富集转化作用的突出问题,建立了基于鱼体富集转化特征的水体中雄激素活性效应评价与毒物鉴别技术。首先,研究了水体中典型雄激素活性物质双酚类和酞酸酯类物质在鱼体内的富集转化过程,发现生物体内的雄激素物质分布特征与水体有显著差异,极性(logKow<2)和中等极性(logKow:4-8)的物质具有较高的鱼体富集能力。鱼肝中识别出转化产物389种,涉及16种转化反应类型,包括N-乙酰化、氧化和酮形成等;在此基础上,基于多种商用材料(聚甲醛,POM;低密度聚乙烯,LDPE;硅胶,Silicone;聚二甲氧硅烷,PDMS),发现POM 和LDPE最符合雄激素物质在鱼体的富集特征,尤其是对中等极性雄激素物质,与鱼体富集相似性分别达到71±8%和69±6%,在此基础上引入的鱼肝S9体外降解,形成了集被动富集和体外代谢为一体的仿生富集转化方法,可获得鱼肝中64%的特征差异峰;继而,建立了非目标性雄激素物质的逐级识别方法,利用基于OPLS的特征峰提取,可从数万种检出峰中快速识别差异物质,在雄激素活性物质作用机制研究的基础上,发现受体-配体-共因子的相互作用定性、定量地决定了雄激素活性大小,并据此建立了雄激素活性物质结构与效应关系,实现了活性物质的高效虚拟筛选,进而有效去除非目标性雄激素物质鉴别过程中超过90%的假阳性结果,时间节省50%以上,提高了40%以上致毒物的鉴定等级,从而实现非目标抗性雄激素物质的逐级鉴别;最终,将构建的方法应用于在太湖典型区域地表水中,发现LDPE与POM相比,在野外情况下与实际生物富集更为接近,基于LDPE作为仿生富集材料,应用上述毒性评价与毒物鉴别方法,识别出太湖漫山地区雄激素活性物质污染最为严重,高达11.6 mol*kg-1氟他胺当量,其次为大浦、湖州与七都等地区,基于逐级识别方法,从5万余个峰中识别出有效应点位的68个非目标毒物,经过分级验证,其中14个达到一级,毒性贡献最高的是灭多虫、灭虫菊和戊唑醇。本研究为激素污染区域识别与优控物质清单建立提供了有力的技术支持。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Causes of endocrine disrupting potencies in surface water in East China
华东地区地表水内分泌干扰因素分析
  • DOI:
    10.1016/j.chemosphere.2015.09.018
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chemosphere
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Shi Wei;Deng Dongyang;Wang Yuting;Hu Guanjiu;Guo Jing;Zhang Xiaowei;Wang Xinru;Giesy John P;Yu Hongxia;Wang Ziheng
  • 通讯作者:
    Wang Ziheng
Extended Virtual Screening Strategies To Link Antiandrogenic Activities and Detected Organic Contaminants in Soils
扩展虚拟筛选策略,将抗雄激素活性与土壤中检测到的有机污染物联系起来
  • DOI:
    10.1021/acs.est.7b03324
  • 发表时间:
    2017-11-07
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Guo, Jing;Shi, Wei;Yu, Hongxia
  • 通讯作者:
    Yu, Hongxia
Identification of Thyroid Hormone Disruptors among HO-PBDEs: In Vitro Investigations and Coregulator Involved Simulations
HO-PBDE 中甲状腺激素干扰物的鉴定:体外研究和涉及模拟的辅助调节器
  • DOI:
    10.1021/acs.est.6b02029
  • 发表时间:
    2016-11-15
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Chen, Qinchang;Wang, Xiaoxiang;Giesy, John P.
  • 通讯作者:
    Giesy, John P.
Activation of steroid hormone receptors: Shed light on the in silico evaluation of endocrine disrupting chemicals
类固醇激素受体的激活:揭示内分泌干扰化学物质的计算机评估
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2018.03.003
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
    SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Chen, Qinchang;Tan, Haoyue;Shi, Wei
  • 通讯作者:
    Shi, Wei
Qualitative and quantitative simulation of androgen receptor antagonists: A case study of polybrominated diphenyl ethers
雄激素受体拮抗剂的定性和定量模拟:以多溴二苯醚为例
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2017.06.106
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Science of the Total Environment
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Wu Yang;Shi Wei;Xia Pu;Zhang Xiaowei;Yu Hongxia
  • 通讯作者:
    Yu Hongxia

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其他文献

基于毒性效应的非目标化学品鉴别技术进展
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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新型城镇化与城市生态环境的时空耦合分析:以湖北省为例
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    吴克明

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环境雄激素干扰物的核受体作用机制及构效关系研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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