分會(huì)

第三十四分會(huì)：環(huán)境化學(xué)

摘要

環(huán)境介質(zhì)和農(nóng)副產(chǎn)品中殘留的新煙堿類化學(xué)品對(duì)環(huán)境和人類存在極大的健康風(fēng)險(xiǎn)，該類化學(xué)品通過干擾神經(jīng)元的正常發(fā)育誘發(fā)神經(jīng)毒性，然而，新煙堿類化學(xué)品對(duì)人體健康的神經(jīng)毒性及其構(gòu)-效關(guān)系尚未闡明。本研究選擇四種代表性新煙堿類化學(xué)品，聯(lián)合采用人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞（SH-SY5Y）實(shí)驗(yàn)和計(jì)算毒理學(xué)方法，從細(xì)胞、分子和原子尺度探究神經(jīng)元乙酰膽堿酯酶（AChE）介導(dǎo)的新煙堿類化學(xué)品的神經(jīng)毒性，并澄清構(gòu)-效關(guān)系。研究結(jié)果顯示，吡蟲啉（IMI）、噻蟲胺（CLO）、噻蟲啉（THI）、啶蟲脒（ACE）均能對(duì)SH-SY5Y胞內(nèi)AChE活性產(chǎn)生顯著抑制（Fig. 1），IC50值分別是1.46 mM、2.48 mM、2.96 mM、4.02 mM。神經(jīng)毒性作用模式研究表明，AChE與四種新煙堿類化學(xué)品的毒性作用存在明顯差別，IMI對(duì)AChE的抑制效應(yīng)和毒性最強(qiáng)，這與SH-SY5Y細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果相匹配。神經(jīng)毒性差別的本質(zhì)，源自四種化學(xué)品的功能性基團(tuán)與AChE的非共價(jià)作用模式（神經(jīng)毒性機(jī)制）的差別。動(dòng)態(tài)毒性作用的研究結(jié)果說明，包含硝基官能團(tuán)的IMI和CLO對(duì)AChE構(gòu)象柔性的擾動(dòng)明顯強(qiáng)于THI和ACE，而這是IMI和CLO與AChE的非共價(jià)作用強(qiáng)度在動(dòng)態(tài)過程中呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢(shì)，進(jìn)而影響其生物功能，最終對(duì)人體健康產(chǎn)生負(fù)面影響。基于構(gòu)-效關(guān)系分析，我們發(fā)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)差別（不同官能團(tuán)）將顯著影響AChE對(duì)新煙堿類化學(xué)品的毒性作用強(qiáng)度，主要?dú)w因于不同官能團(tuán)對(duì)AChE構(gòu)象變化的干預(yù)程度和能量貢獻(xiàn)的差別。顯而易見，本研究能夠?yàn)榫C合評(píng)估新煙堿類化學(xué)品及其結(jié)構(gòu)類似物對(duì)人體健康的潛在危害提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

關(guān)鍵詞

新煙堿類化學(xué)品；SH-SY5Y細(xì)胞；神經(jīng)毒性；構(gòu)-效關(guān)系；計(jì)算毒理學(xué)

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