用于药物评价的体外心脏组织模型研究进展

候选药物对心脏的毒副作用是其在开发过程中被淘汰的重要原因之一.传统药物评价所采用的动物模型存在种属差异、成本高、效率低等缺陷.因此,近年来随着干细胞和生物打印等技术的快速发展,体外心脏组织模型的构建受到了越来越多地关注.本文追踪体外心脏模型构建的起源与发展,综述模型所利用的心肌细胞来源以及二维、三维模型构建的相关技术与方法,着重阐述心肌组织模型血管化的重要性及研究进展,并对该领域未来的发展方向进行展望,以期为体外心肌组织模型在药物评价方面的研究和应用提供新思路.     

Cu2O纳米颗粒对小麦根系形态及遗传毒性的影响

为了阐明Cu₂O纳米颗粒(NPs)暴露对植物根系的毒性效应,本研究以小麦品种‘周麦18’为材料,采用水培试验方法,研究了10、50、100和200 mg·L^-1浓度的Cu₂O-NPs对小麦幼苗生长、根系活性、形态结构及细胞遗传学毒性的影响。结果表明: 不同浓度的Cu₂O-NPs降低了小麦幼苗的根芽长度、鲜重、根活性和根冠比,增加了初生根的数量;随着Cu₂O-NPs浓度的升高,幼苗根伸长区缩短、根系变硬变脆、根径增加、根冠变大;100 mg·L^-1浓度的Cu₂O-NPs处理下,小麦根尖有丝分裂指数显著降低,根尖细胞形状不规则化、质壁分离、细胞出现空泡化、细胞核核膜模糊、核内染色体异常。在水培条件下,Cu₂O-NPs对小麦幼苗具有一定的遗传学毒性效应,从而影响小麦幼苗的生长发育和根系形态结构。     

白花鬼针草中多烯炔类成分的分离及其生物活性研究

为了解白花鬼针草(Bidens pilosa var.radiata)的化学成分,采用多种色谱技术从其提取物中分离多烯炔类成分,并对其生物活性进行研究。结果表明,从白花鬼针草乙酸乙酯提取部位中分离鉴定出4个多烯炔类化合物,分别为5-acetoxy-2-phenylethinyl-thiophene (1)、1-phenylhepta-1,3,5-triyne (2)、5-phenyl-2-(1-propynyl)-thiophene (3)和icthyothereol acetate (4)。体外活性评价结果表明,化合物1～4均具有中等抗MRSA活性,且均对人肝LO_2细胞无毒性。首次为化合物1提供核磁数据并进行结构解析,化合物3、4为首次从该属植物中分离得到。     

马兜铃水提液对斑马鱼胚胎的致畸作用和心脏毒性的研究

目的：探索马兜铃水提液对斑马鱼胚胎的致畸作用和心脏毒性.方法：分别用不同浓度的马兜铃水提液和马兜铃酸A（AA）处理斑马鱼胚胎,观察致畸作用和对心脏发育影响.结果：给药组的斑马鱼胚胎出现畸形和死亡;当水提液中AA含量为0.5 μg/mL时,胚胎心率明显减慢;AA含量为5μg/mL时,胚胎在24～48 hpf之间全部死亡;水提液的LC50为1.43 μg/mL.结论：与AA相比,马兜铃水提液对斑马鱼胚胎有着更强的致畸和心脏毒性,且毒性作用具有时间和浓度依赖性.     

开放条件下烟管菌XX-2对孔雀石绿染料的高效降解

[目的]评价白腐真菌Bjerkandera adusta XX-2处理孔雀石绿染料废水的能力,为其在染料废水中的应用提供参考依据.[方法]采用批次实验在开放条件下研究通气、pH、温度、染料初始浓度、培养时间、碳源、氮源、金属离子、盐度等因子对该菌降解孔雀石绿的影响.同时利用植物萌发、微生物抑菌和水生动物致死实验对降解产物进行毒性测试.[结果]B.adusta XX-2菌株在开放的非灭菌条件下也能高效降解孔雀石绿.例如,在初始浓度为120 mg/L且以孔雀石绿为唯一营养源的条件下降解率也能达到60％.静置培养和摇动培养呈现出几乎相同的降解率,这可以为技术应用节约动力成本.最适降解pH与温度分别为7.0和25℃.在上述参数体系的优化基础上,分别进行了碳源、氮源与金属离子的添加优化实验,结果显示低浓度的碳源(如柠檬酸钠)、氮源(如氯化铵)和金属离子(如Zn2+)均可大大提高B.adusta XX-2对孔雀石绿的脱色效率.同时B.adusta XX-2的降解也能在很高的盐浓度下进行.毒性测试表明降解后的染料对植物、微生物、水生生物的毒性大大减少.[结论]B.adusta XX-2菌株在处理染料废水方面具有很大的应用潜力.     

铬对中国林蛙蝌蚪生长发育的毒性效应

为评价水域环境中铬元素对两栖动物幼体的急性毒性,将中国林蛙(Rana chensinensis)28～29期蝌蚪分别暴露于30～35 mg·L-1Cr(Ⅲ)6个不同浓度和10 ～ 45mg·L-1Cr(Ⅵ)6个不同浓度的水体中,分别在24、48、72和96 h统计蝌蚪的死亡率及半致死浓度(LC50).结果表明:暴露24、48、72和96 h,Cr(Ⅲ)对蝌蚪的LC50分别为34.09±1.06、33.47±0.65、32.58±0.11和(32.05±0.20) mg·L-1,安全浓度(SC)为(3.21±0.02)mg·L-1;Cr(Ⅵ)对蝌蚪的LC50分别为91.97±5.32、51.19±4.62、35.79±1.40和(28.81±1.87) mg·L-1,安全浓度(SC)为(2.88±0.19) rng·L-1.观察表明:Cr(Ⅲ)的急性毒性是通过与蝌蚪皮肤表面的分泌物结合后粘附在鳃部,导致呼吸障碍致死;而Cr(Ⅵ)的强氧化性可导致蝌蚪的表皮溃变,鳃部萎缩致死;另外,将28～29期蝌蚪暴露于安全浓度(SC)以下的含铬水体进行慢性实验,通过检测蝌蚪的体长、体重和完全变态时间显示,低浓度的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)对蝌蚪的生长发育仍具有一定的抑制作用,并可导致畸型发生,其作用强度呈现剂量效应,但时间累积效应不规律.     

不同发育期诸氏鲻虾虎鱼对钻井液的敏感性比较

目的筛选试验鱼适宜急性毒性试验的发育期。方法将诸氏鲻虾虎鱼早期仔鱼、中期仔鱼、晚期仔鱼、稚鱼、幼鱼及成鱼暴露于一定浓度的钻井液中,比较钻井液对不同发育期诸氏鲻虾虎鱼的急性毒性。结果早期仔鱼48 h LC50为157 mg/L,中期仔鱼48 h LC50大于500 mg/L;中期仔鱼96 h LC50为79 mg/L,晚期仔鱼96h LC50为625 mg/L,稚鱼、幼鱼、成鱼96 h LC50显著大于500 mg/L;卤虫无节幼体96 h LC50为105 mg/L;不同发育期诸氏鲻虾虎鱼对钻井液的敏感性顺序为：早期仔鱼〉中期仔鱼〉晚期仔鱼〉稚、幼、成鱼。结论诸氏鲻虾虎鱼的早期仔鱼适用于海洋污染物急性毒性评价。     

全氟辛烷磺酰基化合物对剑尾鱼肝脏抗氧化物酶活性的影响

目的研究全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)暴露对剑尾鱼(Xiphophorus helleri Heckel)抗氧化物酶活性的影响,探讨PFOS对鱼类的致毒机理。方法使用浸润法以3.5、7.0、14.0和28.0 mg/L四个PFOS浓度为剑尾鱼染毒,定量测定了96 h内肝脏组织中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性及丙二醛(MDA)含量的变化。结果 PFOS暴露12 h后,除28.0 mg/L组SOD活性被显著性抑制外,其余各组与对照组均无显著性差异(P>0.05);7.0 mg/L组和14.0 mg/L组在24 h被极显著诱导(P<0.01),并且一直保持至96 h。CAT活性随PFOS浓度的升高而降低,12 h时,除3.5 mg/L组外,其余各组CAT活性被显著或极显著抑制,至24 h时,各组CAT活性有上升趋势,但48 h后,各组呈不断下降趋势持续至96 h,其CAT活性恢复到12 h水平。GSH-PX活性变化与CAT活性变化趋势相似,其中28.0 mg/L组在不同时间均被显著性抑制,并在96 h时抑制率达到最高值64.8%。MDA含量在12 h时呈小幅下降趋势,但随着暴露时间的延长,各处理组MDA含量呈连续上升趋势,并在96 h时达到最高点,诱导率分别为71.2%、70.1%和85.1%。结论结果表明,SOD的高活性是由于机体中超氧阴离子的存在,而高浓度的超氧阴离子能够灭活CAT和GSH-PX活性,因此,CAT和GSH-PX活性始终低于对照组。GSH-PX对PFOS的敏感性高于CAT。MDA含量持续升高反映出细胞组织已经遭受到氧化损伤。剑尾鱼活体的实验表明,PFOS能够诱导肝脏氧化应激反应,氧化损伤是PFOS致毒的主要途径之一。     

百草枯对小鼠神经行为发育及学习记忆功能的影响

目的观察百草枯(PQ)对发育期C57BL/6J小鼠神经发育的毒性作用,并探讨百草枯对小鼠学习记忆的影响。方法 80只出生21日龄的仔鼠分为对照组(生理盐水)、1.25、2.5、5、10 mg/(kg·d)五组,灌胃染毒百草枯,每天一次,连续30 d。观察小鼠的一般生理和神经行为发育情况,并在染毒结束后进行Morris水迷宫实验和避暗实验,测试小鼠的学习记忆功能。神经行为学测试结束后取小鼠大脑,称重并进行病理检查,同时利用透射电镜观察各组小鼠中脑黑质部超微结构。结果染毒期间小鼠一般状况没有明显变化,染毒结束后各组体重没有统计学差异;在Morris水迷宫测试中,各组差异没有统计学意义,而避暗实验中与对照组相比,高剂量组的避暗潜伏期延长,差异有显著性(P<0.05);在病理切片和透射电镜观察中,在高剂量组分别观察到黑质细胞减少和神经元细胞凋亡。结论百草枯暴露对发育期小鼠成年后神经行为有影响,同时会使小鼠成年后出现脑组织的病理变化,发生器质性的病变。     

Formaldehyde induces toxic effects and regulates the expression of damage response genes in BM-MSCs

In this study, we assessed the toxic effects of formaldehyde （FA） on mouse bone marrow mesenchymai stem cells （BM- MSCs）. Cytotoxicity was measured by using MTT assay. DNA strand breakage was detected by standard alkaline comet assay and comet assay modified with proteinase K （PK）. DNA-protein crosslinks （DPCs） were detected by KCI-SDS precipitation assay. We found that FA at a con- centration from 75 to 200 μM inhibited cell survival and induced DPCs over 125 μM. The PK-modified comet assay showed that FA-induced DNA strand breakage was increased in a dose-dependent manner from 75 to 200 μM. On the other hand, standard alkaline comet assay showed that DNA strand breakage was decreased with FA concen- tration over 125 μM. We confirmed by using Pearson cor- relation that there was a negative linear correlation between DPCs and survival rate （r = -0.987, P 〈 0.01） and positive linear relationships between DPCs and （i） sister chromatid exchange and （ii） micronucleus （r = 0.995, P〈 0.01; r = 0.968, P〈 0.01）. DNA damage RTz profiler polymerase chain reaction array was used to investigate the changes in the expression of damage response genes. Xpa and Xpc of the nucleotide excision repair pathway and Brca2, Rad51, and Xrcc2 of the homologous recombination pathway were all up-regulated in both 75 and 125 μM FA. However, the same genes were down-regulated with 175 μM FA. The expressions of Chekl and Husl, which are involved in cell cycle regulation, were altered in the same manner with 75, 125, and 175 μM FA. These results indicated that Xpa, Xpc, Brca2, Rad51, Xrcc2, Chekl, and Husl were essential for the BM-MSCs to counteract the effects of FA.