致癌染料的生理毒性及分子機(jī)制研究.pdf

1、中國已成為全球紡織品和服裝主要的生產(chǎn)和消費(fèi)國，產(chǎn)量約占全球的三分之一。染料是紡織服裝生產(chǎn)中不可或缺的重要原料，年消耗量約100萬噸。除了紡織品的染色和印花外，染料還應(yīng)用于皮革、紙張、塑料、橡膠、油漆、食品等許多部門。然而，隨著社會發(fā)展，世界各國對綠色環(huán)保的要求愈來愈高，很多染料因被證明具有毒性而被禁止或限制使用。歐洲生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)Oeko-Tex Standard100將酸性紅26(Acid Red26)、堿性紅9(Basic Red9

2、)、堿性紫14(Basic Violet14)、直接黑38(Direct Black38)、直接藍(lán)6(Direct Blue6)、直接紅28(DirectRed28)、分散藍(lán)1(Disperse Blue1)、分散橙11(Disperse Orange11)和分散黃3(Disperse Yellow3)九種染料分類為直接“致癌染料”并禁用。然而，目前除了歐洲生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)將其列為禁用物質(zhì)外，其他國家大多數(shù)未將其列為禁用物質(zhì)。其中堿性紫1

3、4、直接紅28和酸性紅26的毒性至今未見報(bào)道。本論文利用斑馬魚模式動(dòng)物對上述九種染料的急性毒性進(jìn)行了評價(jià)和比較;對目前還沒有毒性報(bào)道的三種染料（堿性紫14、直接紅28和酸性紅26）的發(fā)育毒性進(jìn)行了研究，并以酸性紅26為對象進(jìn)一步研究了酸性紅26的心血管毒性及其對基因表達(dá)的影響;最后，選擇了三種染料中毒性最大的堿性紫14，研究了它的肝毒性及其分子機(jī)制。
　　1.對9種染料的急性毒性進(jìn)行了評價(jià)和比較。通過斑馬魚急性毒性實(shí)驗(yàn)，獲得了9種

4、染料的MNLC（最大非致死濃度）、LC10（10％致死濃度）及LC50(50％致死濃度)。酸性紅26、堿性紅9、堿性紫14、直接黑38、直接藍(lán)6、直接紅28、分散藍(lán)1、分散橙11和分散黃3的LC50分別為:(2500～2800)μg/mL、53.69μg/mL、60.63μg/mL、(2000～2500)μg/mL、(1500～2000)μg/mL、476.84μg/mL、224.43μg/mL、210.29μg/mL和755.72μg

5、/mL。所以9種染料按LC50排列的毒性大小如下:堿性紅9＞堿性紫14＞分散橙11＞分散藍(lán)1＞直接紅28＞分散黃3＞直接藍(lán)6＞直接黑38＞酸性紅26。
　　2.對目前還沒有毒性報(bào)道的堿性紫14、直接紅28和酸性紅26的發(fā)育毒性進(jìn)行了研究，并以酸性紅26為對象進(jìn)一步研究了酸性紅26的心血管毒性及其對基因表達(dá)的影響。堿性紫14的發(fā)育毒性主要有:卵黃囊吸收延遲（表現(xiàn)為卵黃囊的面積比對照組大）、鰾發(fā)育異常（表現(xiàn)為鰾未發(fā)育，或者發(fā)育不完全，

6、從而導(dǎo)致鰾體積變?。?、腸道發(fā)育異常（表現(xiàn)為腸道褶皺缺失或比對照組少）、肝臟發(fā)育毒性（表現(xiàn)為肝臟變小和肝臟部位發(fā)黑）、發(fā)生率比較低的心血管毒性（表現(xiàn)為心包水腫）;直接紅28的發(fā)育毒性主要有:卵黃囊吸收延遲、鰾發(fā)育異常、腸道發(fā)育異常、發(fā)生率比較低的心血管毒性和肝臟毒性;酸性紅26的發(fā)育毒性主要有:卵黃囊吸收延遲、發(fā)生率比較低的心血管毒性和鰾發(fā)育異常。
　　盡管低濃度時(shí)酸性紅26導(dǎo)致的心血管毒性發(fā)生率比較低，但濃度大于450μg/mL時(shí)

7、，酸性紅26誘發(fā)心血管毒性的發(fā)生率顯著上升。濃度越高，處理時(shí)間越長，發(fā)生頻次及程度越高。心血管毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，3000μg/mL及3500μg/mL濃度組均可導(dǎo)致斑馬魚心血管毒性，表現(xiàn)為斑馬魚心包水腫、心率減慢及血流變慢，4000μg/mL濃度組斑馬魚在實(shí)驗(yàn)觀察終點(diǎn)(3dpf)全部死亡。酸性紅26導(dǎo)致Nkx2.5基因表達(dá)顯著上調(diào)和GATA4基因表達(dá)顯著下調(diào)。
　　3.對堿性紫14的肝毒性及其分子機(jī)制進(jìn)行了研究。肝毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示

8、，堿性紫14誘發(fā)肝毒性，主要表現(xiàn)為卵黃囊吸收延遲、肝萎縮（面積變?。┖透巫兒冢ㄍ该鞫认陆担?。隨著濃度的遞增，肝毒性增強(qiáng)，呈劑量效應(yīng)。肝臟組織切片顯示堿性紫14對斑馬魚肝臟毒性顯著，染料處理組肝臟組織損傷嚴(yán)重，伴有炎癥、肝細(xì)胞壞死、反應(yīng)性細(xì)胞核增大以及纖維增生。堿性紫14導(dǎo)致GCLC、HSP70、NQO-1基因表達(dá)上調(diào)，但對VTG基因表達(dá)沒有顯著影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，1/10 MNLC、1/3 MNLC、MNLC和LC10四個(gè)濃

9、度的堿性紫14處理組ROS相對水平（與空白對照組相比）分別為119％、118％、187％和308％，還原型GSH的含量分別是1.06、1.04、0.92和0.90μmol/尾斑馬魚（空白對照組GSH的含量為1.02μmol/尾斑馬魚）。堿性紫14使斑馬魚體內(nèi)ROS水平升高，還原型GSH含量下降，表明堿性紫14導(dǎo)致斑馬魚體內(nèi)氧化應(yīng)激。由于堿性紫14能夠誘導(dǎo)斑馬魚體內(nèi)ROS水平升高，GCLC、HSP70和NQO-1基因表達(dá)升高，以調(diào)控體內(nèi)R

10、OS水平。彗星電泳實(shí)驗(yàn)表明，四個(gè)濃度的堿性紫14處理組的DNA olive tail moment值分別為0.76、1.40、3.39和5.70，DNA olive tailmoment顯著變長，表明堿性紫14誘導(dǎo)斑馬魚DNA雙鏈出現(xiàn)斷裂。與對照組相比，四個(gè)濃度的堿性紫14處理組Caspase-9相對活性分別是107％、106％、129％和148％，Caspase-3/7相對活性分別是99％、85％、128％和274％，Caspase-