2. 大连理工大学环境与生命学院
全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane sulfonate, PFOS, C8F17SO3-是末端带有磺酰基官能团的全氟烃类化合物。碳氟键键能高使PFOS具有很高的热、化学稳定性,同时PFOS还具有疏水疏油的性质,因此,被广泛应用于民用和工业生产领域〔1, 2〕。目前,在全球范围内各类环境介质、野生动物体内和人类血清中都已检测到PFOS污染〔3, 4〕。已有文献报道,PFOS可增加细胞内活性氧(ROS)浓度,破坏抗氧化防御系统〔5〕。ROS是导致衰老的主要因素之一〔6〕。因此,本实验拟通过测定PFOS的靶器官-肝脏中丙二醛(MDA)、脂褐质(LF)的含量和总抗氧化能力(T-AOC),探讨PFOS促进衰老作用。
1 材料与方法 1.1 主要试剂全氟辛烷磺酸钾(Potassium Perfluorooctane sulfonate, PFOS-K)(瑞士Fluka公司),纯度为98%。硫酸氢四丁基铵(Tetrabutylammonium hydrogen sulfate, TBAHS)(美国Fisher公司); 甲基叔丁基醚(Methyl tertbutyl ether, MTBE)(日本Wako公司)。双缩脲试剂盒、MDA试剂盒、T-AOC试剂盒和LF试剂盒(南京建成生物研究所)。
1.2 主要仪器722型可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司); F-4500荧光分光光度计(日本Hitachi公司); 高效液相色谱质谱联用仪(LC-MS 2010A)(日本Shimadzu公司)。
1.3 实验动物及染毒清洁级健康雄性SD大鼠24只(大连医科大学实验动物部),体重180~220 g。在本实验室驯化1周后,按体重随机分为4组,每组6只。对照组饮用自来水,各染毒组饮水中PFOS浓度分别为1.7,5.0,15.0 mg/L。连续染毒90 d,染毒期间自由进食。
1.4 血清前处理准确吸取0.5 ml血清置于离心管中,加入1.0 ml 0.5 mol/L TBAHS与2.0 ml 0.25 mol/L碳酸氢钠缓冲液,混匀后加入5.0 ml MTBE震荡进行萃取。以3 000 r/min离心10 min后,收集MTBE相。再次加入5.0 ml MTBE后震荡,进行二次萃取。合并2次萃取物于离心管中,高纯氮气吹干。样品测试时用1.0 ml甲醇溶解并经0.45 μm滤膜进行过滤。
1.5 分析条件液相色谱条件:色谱柱:Zorbax XDB C-18(Agilent Narrow-Bore 2.1×150 mm,5 μm)。梯度淋洗:CH3CN:CH3COONH4(10 mmol/L)水溶液(35:65)经过6 min变为CH3CN:CH3COONH4(10 mmol/L)水溶液(45:55),15 min后停止,流速0.2 ml/min,柱温40 ℃。质谱条件:采用岛津LC-MS 2010A型质谱,电离源为电喷雾电离源负模式(ESI-)。雾化气(N2)流速; 1.5 L/min; 反吹气(N2)流速; 5 L/min; 离子源电压:-3.50 kV; 毛细管电压; -25.0 V; 毛细管温度:250 ℃; Block温度; 200 ℃; 检测器电压:-1.6 kV; 选择性离子扫描(SIM)。采集质荷比(m/z)为499的负电性分子离子。进样量为10.0 μl,仪器检出限为0.2 μg/L。
1.6 肝脏脏器系数、MDA含量、LF含量和T-AOC实验结束后将大鼠乙醚麻醉处死,取出肝脏,称重,计算脏器系数。取一定量肝组织,用生理盐水制成10%肝组织匀浆。采用双缩脲法测定组织蛋白含量; 硫代巴比妥酸比色法测定MDA含量; 荧光比色法测定LF含量; 应用组织中抗氧化物质能使Fe3+还原成Fe2+,Fe2+可与菲啉类物质形成稳固络合物的原理测定T-AOC。
1.7 统计分析采用SPSS 11.0统计软件进行分析,多组均数间显著性差异检验采用单因素方差分析。总体比较差异有统计学意义时采用最小显著法(LSD)法(方差齐)或Dunnett T3法(方差不齐)进行组间两两比较。
2 结果 2.1 大鼠血清中PFOS浓度1.7,5.0,15.0 mg/L染毒组血清PFOS浓度分别为(5.01±0.97),(33.66±5.95),(88.20±11.12) mg/L,显著高于对照组(0.02±0.01) mg/L (P < 0.05);血清PFOS浓度与染毒剂量呈正相关(r=0.996,P < 0.05)。
2.2 肝脏脏器系数(表 1)| 表 1 PFOS对大鼠体重、肝重和肝脏脏器系数的影响(x±s, n=6) |
经口染毒90 d后,各染毒组大鼠体重与对照组相比,差异均无统计学意义(P > 0.05)。肝脏重量和肝脏脏器系数随染毒剂量的增加而增加,5.0和15.0 mg/L染毒组肝脏重量和肝脏脏器系数均显著高于对照组(P < 0.05)。
2.3 MDA、LF含量和T-AOC (表 2)| 表 2 PFOS对大鼠肝脏中MDA、LF含量和T-AOC的影响(x±s, n=6) |
5.0和15.0 mg/L染毒组大鼠肝脏中MDA含量和T-AOC与对照组比较,均显著增高(P < 0.05);15.0 mg/L染毒组大鼠肝脏中LF含量显著高于对照组(P < 0.05),而其他染毒组与对照组比较差异无统计学意义。
3 讨论羟自由基攻击生物膜中多不饱和脂肪酸,链式地产生脂氢过氧化物(LOOP)的过程被称为脂质过氧化作用。MDA是LOOP的最终分解产物,其含量水平可反映机体内细胞的氧化损伤程度。MDA可与蛋白质的游离氨基作用,引起蛋白质分子内和分子间交联,形成LF〔7〕。LF结构致密,不易被水解和排出细胞外,因此,在细胞中逐渐沉积增多,阻碍细胞的物质交流和信号传递,还可通过影响细胞的自吞噬作用阻止细胞的自我更新、加速细胞内有害物质的积累,最后导致细胞衰老〔8〕。LF随生物体年龄的增加而不断累积增多被认为是衰老的标志〔9〕。PFOS能使受试生物肝细胞ROS浓度增加,抗氧化酶活性代偿性增加〔5〕。因此,本实验结果可认为是肝脏抗氧化防御系统的代偿性反应不能完全清除过多的ROS,肝脏仍受到氧化损伤的作用,而导致LF累积增多。因此,PFO具有促进衰老的毒效应。
本实验结果表明,PFOS可引起肝脏氧化损伤、增加肝脏LF含量,加速衰老进程,但PFOS是否会影响机体衰老相关基因的表达以及增加某些老年性疾病的易感性,还有待进一步研究。
| [1] | Lehmler HJ. Synthesis of environmentally relevant fluorinated surfactants-a review[J]. Chemosphere, 2005, 8(11) : 1471–1496. |
| [2] | 王烈, 杨小湜, 金一和, 等. 全氟辛烷磺酸对大鼠兴奋性氨基酸影响[J]. 中国公共卫生, 2007, 23(5) : 639–640. |
| [3] | 金一和, 刘晓, 张迅, 等. 人血清中全氟辛烷磺酰基化合物污染现状[J]. 中国公共卫生, 2003, 19(10) : 1200–1201. |
| [4] | Jin Y, Saito N, Harada KH, et al. Historical trends in human serum levels of perfluorooctanoate and perfluorooctane sulfonate in Shenyang, China[J]. Tohoku J Exp Med, 2007, 212(1) : 63–70. DOI:10.1620/tjem.212.63 |
| [5] | Liu C, Yu K, Shi X, et al. Induction of oxidative stress and apoptosis by PFOS and PFOA in primary cultrued hepatocytes of freshwater tilapia (Oreochromis niloticus)[J]. Aquat Toxicol, 2007, 82(2) : 135–143. DOI:10.1016/j.aquatox.2007.02.006 |
| [6] | 李素云, 王立芹, 郑稼琳, 等. 自由基与衰老的研究进展[J]. 中国老年学杂志, 2007, 27(20) : 2046–2048. |
| [7] | 陈瑗, 周玫. 自由基与衰老[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2004: 26-29. |
| [8] | Terman A, Brunk UT. Lipofuscin[J]. Int J Biochem Cell Biol, 2004, 36(8) : 1400–1404. DOI:10.1016/j.biocel.2003.08.009 |
| [9] | Jung T, Bader N, Grune T. Lipofuscin:formation, distribution, and metabolic consequences[J]. Ann N Y Acad Sci, 2007, 1119 : 97–111. DOI:10.1196/annals.1404.008 |
2009, Vol. 25


