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氯酸钠和五氯酚（钠）的甲状腺干扰效应研究

作　者: 刘莉
导　师: 屈卫东；何更生；王霞
学　校: 复旦大学
专　业: 劳动卫生与环境卫生学
关键词: 甲状腺干扰效应 五氯酚(钠) 氯酸钠 TG407 甲状腺激素 脱碘酶 甲状腺滤泡细胞
分类号: R363
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


氯酸钠(NaClO3)和五氯酚(钠)(PCP(Na))是饮用水中常见的污染物。NaClO3源于以二氧化氯为消毒剂的自来水消毒过程,而PCP(Na)来自原水,现行常规水处理工艺不能完全清除。因此人群可通过饮水长期暴露这两种化学物。近年研究发现,NaClO3通过竞争性抑制钠碘同向转运体(Sodium iodide symporter,NIS)摄碘,干扰甲状腺激素(Thyroid hormones, THs)的合成。PCP能干扰THs在体内的转运和TH受体(TH receptors, TRs)介导的下游基因的转录激活,影响体内THs水平和其功能的发挥。上述结果提示,NaClO3和PCP可能具有甲状腺干扰效应,然而罕有研究对二者的甲状腺干扰效应进行系统评估。限于早期的认识水平和评价方法的局限性,现行《生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)))制订时并未考虑化学物的甲状腺干扰效应,特别是不清楚在现有标准限值是否具有甲状腺干扰效应,且标准制定过程中并不考虑污染物间的联合作用。因此,研究NaClO3和PCP单独和联合作用对于认识外源化学物联合作用对甲状腺系统和功能的影响具有重要意义。本研究借鉴OECD TG 407法建立了甲状腺干扰效应评估模型,用于甲状腺干扰效应的评价。同时以甲状腺滤泡细胞原代培养为模型,研究了NaClO3和PCP单独和联合作用对甲状腺滤泡细胞功能基因和标志蛋白表达的影响以期探索发现甲状腺干扰效应的敏感指标。第一部分氯酸钠和五氯酚钠甲状腺干扰效应的体内研究本研究采用OECD推荐用于检测甲状腺干扰效应的TG407方法,建立研究甲状腺干扰效应的动物模型。成年SD大鼠分别施予NaClO3 (30 mg/kg·bw, 120mg/kg·bw),PCP-Na (0.33 mg/kg·bw,30 mg/kg·bw),以及NaClO3+PCP-Na (30mg/kg-bw+0.33 mg/kg·bw,120 mg/kg·bw+30 mg/kg·bw),连续灌胃染毒28天,末次染毒24h后处死实验动物,检测实验动物血清THs (TT3,TT4, FT3,FT4)和TSH水平,肝中甲状腺功能相关基因Dios (dio1,dio2)和TRs(thra,thrb) mRNA表达水平,和甲状腺组织学的变化。研究发现,NaClO3在30 mg/kg·bw和120mg/kg·bw均未引起THs的显著改变(P>0.05)。对大鼠肝dio2 mRNA的表达表现出剂量和性别的差异,雄鼠在低剂量显著上调,在高剂量则表现为下调,而雌鼠在高／低剂量均表现为下调(P<0.05)。在NaC103120 mg/kg·bw剂量组观察到甲状腺组织轻度增生和小滤泡的增多。在PCP-Na 0.33 mg/kg·bw剂量组血清中TT3、TT4、FT3、FT4含量水平未发生明显改变(P>0.05),肝dio1、dio2、thra和thrb mRNA表达水平与对照组相比也无统计学差异(P>0.05),但病理组织学检查发现该剂量下甲状腺出现轻度淋巴细胞浸润和滤泡壁增厚。在PCP-Na 30mg/kg·bw剂量组TSH显著升高,FT4降低,但仅雄鼠TT4明显降低,肝dio2基因表达下调,雌鼠的TT3、FT3明显升高,肝dio1基因表达上调。该剂量PCP-Na还可引起甲状腺细胞增生,灶性淋巴细胞浸润等组织病理学变化。在低剂量联合染毒组(NaClO3(30 mg/kg·bw)+PCP-Na (0.33 mg/kg·bw)),雄鼠dio1表达明显下调(P<0.05),组织学变化以上皮细胞复层化和胶质面积减小为主。在高剂量联合染毒组(NaC103(120 mg/kg·bw)+PCP-Na (30 mg/kg·bw)),TSH显著升高,FT4降低,diol表达上调,但仅雄鼠TT4明显降低,雌鼠的TT3明显升高,肝dio2基因表达下调(P<0.05)。该剂量PCP-Na还可引起实心芽形成,并存在灶性淋巴细胞浸润等组织病理学变化。本研究观察了PCP-Na和NaClO3染毒后3、7、14、28天4个时点中甲状腺功能相关功能标志和特异性基因表达的影响,了解各指标随时间的变化规律,以期寻找发现指示甲状腺干扰效应的敏感指标。成年SD大鼠分别施予NaClO3(120 mg/kg-bw),PCP-Na (30 mg/kg·bw),以及NaC103+PCP-Na(120 mg/kg·bw+30 mg/kg-bw),连续灌胃染毒,在染毒3、7、14、28天后,分批处死实验动物,检测指标同28天染毒试验。研究发现,NaC103(120 mg/kg·bw)在染毒7天时引起雄鼠TSH出现显著升高,14天时FT3出现显著降低(P<0.05)；在染毒3天时即可引起雌鼠TT4有显著升高(P<0.05),其余时点THs指标与对照组无显著差异(P>0.05)。组织病理学检查发现染毒7天轻度滤泡面积减少,细胞高度增加,至染毒14天出现明显的滤泡细胞复层化和增生,染毒28天的病理学变化主要表现为小滤泡。NaC103(120 mg/kg·bw)对甲状腺功能基因的影响呈现性别差异。雄鼠染毒28天引起雄鼠dio2 mRNA显著降低(P<0.05)；雌鼠dio1 mRNA在染毒7天显著降低(P<0.05),dio2 mRNA在染毒3天和7天时显著增高,染毒14天时显著降低(P<0.05)；Thra mRNA在染毒3天时显著增高(P<0.05)。PCP-Na(30mg/kg·bw)染毒组的雄鼠TSH在染毒3天和28天与对照组相比明显升高(P<0.05)；TT3仅在3天时有显著增高(P<0.05),其余各组无显著性改变；FT3在7天和14天时出现显著降低(P<0.05),其余各组无显著性改变；TT4除染毒3天外均显著降低(P<0.05)；FT4在所有时点均有显著降低(P<0.05)。雌鼠TSH在28天有显著升高(P<0.05)；TT3自7天起有显著增高(P<0.05)；FT3在28天时出现显著升高(P<0.05)；TT4在7天,FT4在28天与对照组相比显著降低(P<0.05)。组织病理学检查发现,染毒3天即可观察到小滤泡增多,到染毒14天出现散在淋巴细胞浸润,28天表现为灶性淋巴细胞浸润。该剂量组在染毒14天引起雄鼠diol mRNA显著增高(P<0.05)；dio2 mRNA在染毒3、7、28天均显著降低(P<0.05);thrb mRNA在染毒3天显著增高(P<0.05)。该剂量组雌鼠diol mRNA在染毒7、14、28天显著增高(P<0.05);aio2 mRNA在染毒3、7天时显著增高(P<0.05)。NaClO3+PCP-Na联合染毒组(120 mg/kg-bw+30 mg/kg-bw)雄鼠的TSH在染毒3、7、28天与对照组相比显著增高(P<0.05)：FT3在染毒7、14天时有明显降低(P<0.05)；TT4和FT4在所有观察时点均明显降低(P<0.05)。雌鼠的TSH仅28天有显著升高(P<0.05)；TT3在14、28天有显著升高(P<0.05)；FT3在14天时显著升高(P<0.05)；TT4在7天,FT4在28天与对照组相比显著降低(P<0.05)。组织病理学检查发现,染毒7天观察到胶质减少,14天可观察到明显的增生斑,在染毒28天炎症反应和增生现象都较为明显。该组雄鼠dio1mRNA在染毒7、14、28天时显著增高(P<0.05)；dio2 mRNA在染毒3、7天显著降低,染毒14天显著增高(P<0.05)；thrb mRNA在染毒3天时显著增高(P<0.05)。雌鼠diol mRNA在染毒3、14、28天时显著增高(P<0.05)；dio2在染毒7天时显著增高,但在染毒28天时显著降低(P<0.05)；thra mRNA在染毒3天时显著增高(P<0.05)。研究结果提示,TG 407方法灵敏,能够检测TDCs对甲状腺系统多个环节和效应终点的影响,组织病理改变是甲状腺干扰效应灵敏的判定终点,在尚未观察到其他指标改变的情况下,已能观察到组织病理学变化。本研究中NaC103在30mg/kg·bw和120 mg/kg·bw的剂量下,对甲状腺系统功能的影响尚处于代偿期,而PCP-Na能明显干扰THs和TSH的水平,引起甲状腺组织病理学变化。两者联合作用在抑制NIS碘转运和TR介导的下游基因的转录激活这两个水平的作用相对独立。第二部分氯酸钠和五氯酚甲状腺干扰效应的体外研究本研究应用大鼠甲状腺滤泡细胞原代培养,研究PCP、NaClO3甲状腺干扰效应。原代取材的甲状腺滤泡细胞在F12培养液中培养的一周后,发现甲状腺滤泡细胞可表达TPO和Tg蛋白,Tg可分泌到培养液中,甲状腺滤泡细胞可表达4种特异性基因tpo,tg,tshr和nis,证明所培养的甲状腺细胞具有正常的形态和功能。在方法稳定可靠的基础上,本研究按正交试验原则,设计了42正交实验,研究NaClO3(0μg/ml、5μg/ml、10μg/ml、20μg/ml)和PCP(0μg/ml、0.25μg/ml、0.5μg/ml、1μg/ml)对大鼠甲状腺滤泡细胞增殖,dio1、tg和tpo mRNA表达,以及Tg分泌的影响。研究发现,单独染毒NaClO3时,10μg/ml染毒组的tg mRNA表达水平与对照组相比明显降低(P<0.05)。单独染毒PCP时,1μg/ml染毒组培养液上清中Tg的含量与对照组相比显著降低tpo mRNA的表达水平较对照组明显降低(P<0.05)。当NaC103和PCP联合染毒时,5μg/ml、20μg/ml NaClO3与0.25μg/ml PCP联合染毒组,所有0.5μg/ml PCP联合染毒组,所有1μg/ml PCP联合染毒组培养液上清中Tg含量较对照组显著降低(P<0.05)；10μg/ml、20gμg/mlNaC103与0.25μg/ml PCP联合染毒组,20μg/mlNaC103与0.5μg/ml PCP联合染毒组,以及所有1μg/ml PCP联合染毒组的tpo mRNA表达水平与对照组相比显著降低(P<0.05)；10μg/ml、20μg/ml NaClO3与0.25μg/ml PCP联合染毒组,5μg/mlNaC103与0.5μg/ml PCP联合染毒组,以及所有1μg/ml PCP联合染毒组的tgmRNA表达水平较对照组显著降低(P<0.05)。二因子方差分析结果表明,PCP能抑制甲状腺滤泡细胞分泌Tg (P<0.05),NaC103单独作用并不影响Tg的分泌,但能加强PCP对Tg分泌的抑制作用；PCP抑制甲状腺滤泡细胞diol和tpo mRNA的表达(P<0.05),PCP与NaCl03的联合作用为独立作用(P>0.05)；NaC103和PCP并不影响甲状腺滤泡细胞tg mKNA的表达(P>0.05)。研究结果显示,PCP能抑制Tg分泌,NaC103虽不影响,但能加强PCP对Tg分泌的抑制作用。同时,PCP能抑制大鼠甲状腺滤泡细胞中diol和tpo mRNA的表达,影响THs的合成。当污染物共存时,其可能产生的健康危害要大于污染物单独作用。

全文目录


中文摘要  5-9
英文摘要  9-14
前言  14-16
第一部分 氯酸钠和五氯酚钠甲状腺干扰效应的体内研究  16-46
  第一节 TG407法研究饮用水污染物的甲状腺干扰效应  16-33
  第二节 五氯酚钠和氯酸钠对大鼠甲状腺功能影响的时程变化  33-45
  第一部分 小结  45-46
第二部分 氯酸钠和五氯酚甲状腺干扰效应的体外研究  46-63
  第一节 大鼠甲状腺滤泡细胞的原代培养方法的建立  46-56
  第二节 氯酸钠和五氯酚对大鼠甲状腺滤泡细胞功能的影响  56-62
  第二部分 小结  62-63
参考文献  63-67
综述  67-77
发表论文、获奖情况及研究生期间参与科研项目  77-78
致谢  78-80

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 病理学 > 病理生理学
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