论文部分内容阅读
饮用水消毒过程中消毒剂与水中天然有机物反应会产生一系列消毒副产物(Disinfection byproducts,DBPs),也会给人体及动物带来一定危害。DBPs一般可分为含碳消毒副产物(Carbonaceous disinfection byproducts,C-DBPs)和含氮消毒副产物(Nitrogenous disinfection byproducts,N-DBPs)两类。其中,N-DBPs是饮用水中新兴的DBPs,常见的种类有卤代乙酰胺(Haloacetamides,HAcAms)、卤代乙腈(Haloacetonitriles,HANs)和卤代硝基甲烷(Halonitromethanes,HNMs)。由于N-DBPs具有比常规受控DBPs毒性大的特点,越来越多的研究者开始关注N-DBPs的形成机制、毒性效应和去除方式。因此,本研究选取HEK293T细胞作为模式细胞,探究HAcAms、HANs和HNMs三类N-DBPs,共计29种化合物对HEK293T细胞的细胞毒性,并利用细胞生物学技术探究5种HAcAms对HEK293T细胞的氧化应激反应机制,从而探讨HAcAms对细胞的毒性机制,为N-DBPs在饮用水安全评估方面提供一定参考依据。结果如下:
(1)HAcAms、HANs和HNMs暴露均会对HEK293T细胞存活率产生影响,具有细胞毒性,且细胞存活率的变化与化合物浓度存在明显的剂量效应关系。
(2)对于HAcAms,细胞毒性大小的排序为:DIAcAm>DBCAcAm>IAcAm>BAcAm>BIAcAm>CIAcAm>TBAcAm>BDCAcAm>CAcAm>BCAcAm>DBAcAm>TCAcAm>DCAcAm。对于HANs,细胞毒性大小的排序为:IAN>BAN>BCAN>DBAN>CAN>DCAN>TCAN。对于HNMs,细胞毒性大小的排序为:TBNM>DBNM>BNM>BCNM>DBCNM>BDCNM>TCNM>CNM>DCNM。
(3)一卤代、二卤代、三卤代HNMs的细胞毒性大小均随着溴原子数量的减少而降低。HAcAms、HANs和HNMs三类N-DBPs中单卤代N-DBPs对HEK293T细胞的细胞毒性普遍存在I-DBPs>Br-DBPs>>Cl-DBPs的规律。从类别上比较,N-DBPs对HEK293T细胞的毒性大小存在HAcAms>HANs>HNMs的规律。
(4)通过与已有文献中其他细胞系的IC50值比较,得到如下结论:比较IAeAm、BIAcAm、CIAeAm、CAcAm、DCAcAm和TCAcAm的IC50值,结果表明存在较大差异。其原因一方面可能与细胞特异性有关,另一方面与暴露时间有关,暴露时间越长,IC50值越小,细胞毒性越大。比较HAcAms、HANs和HNMs对CHO-AS52细胞和HEK293T细胞的细胞毒性,细胞毒性大小均存在HAcAms>HANs>HNMs的规律。相关性分析结果表明,HAcAms和HANs对CHO-AS52细胞和HEK293T细胞的细胞毒性趋势相似,但HNMs则不同。
(5)5种HAcAms(DIAcAm、DBAcAm、CAcAm、DCAcAm和TCAcAm)染毒HEK293T细胞后,检测细胞内ROS生成量、SOD活性和MDA含量的变化。实验结果表明,随着HAcAms暴露浓度的增加,细胞内ROS的生成量呈上升趋势,且最高浓度下生成倍数的排序是DIAcAm>CAcAm>DBAcAm>TCAeAm>DCAcAm,该结果与细胞存活率结果一致,表明HAcAms对HEK293T细胞的细胞毒性与ROS之间存在密切联系。
(6)不同暴露浓度和暴露时间下5种HAcAms会导致HEK293T细胞内SOD活性和MDA含量发生改变,表明HAcAms可诱导细胞产生氧化应激,并对细胞产生氧化损伤。
(1)HAcAms、HANs和HNMs暴露均会对HEK293T细胞存活率产生影响,具有细胞毒性,且细胞存活率的变化与化合物浓度存在明显的剂量效应关系。
(2)对于HAcAms,细胞毒性大小的排序为:DIAcAm>DBCAcAm>IAcAm>BAcAm>BIAcAm>CIAcAm>TBAcAm>BDCAcAm>CAcAm>BCAcAm>DBAcAm>TCAcAm>DCAcAm。对于HANs,细胞毒性大小的排序为:IAN>BAN>BCAN>DBAN>CAN>DCAN>TCAN。对于HNMs,细胞毒性大小的排序为:TBNM>DBNM>BNM>BCNM>DBCNM>BDCNM>TCNM>CNM>DCNM。
(3)一卤代、二卤代、三卤代HNMs的细胞毒性大小均随着溴原子数量的减少而降低。HAcAms、HANs和HNMs三类N-DBPs中单卤代N-DBPs对HEK293T细胞的细胞毒性普遍存在I-DBPs>Br-DBPs>>Cl-DBPs的规律。从类别上比较,N-DBPs对HEK293T细胞的毒性大小存在HAcAms>HANs>HNMs的规律。
(4)通过与已有文献中其他细胞系的IC50值比较,得到如下结论:比较IAeAm、BIAcAm、CIAeAm、CAcAm、DCAcAm和TCAcAm的IC50值,结果表明存在较大差异。其原因一方面可能与细胞特异性有关,另一方面与暴露时间有关,暴露时间越长,IC50值越小,细胞毒性越大。比较HAcAms、HANs和HNMs对CHO-AS52细胞和HEK293T细胞的细胞毒性,细胞毒性大小均存在HAcAms>HANs>HNMs的规律。相关性分析结果表明,HAcAms和HANs对CHO-AS52细胞和HEK293T细胞的细胞毒性趋势相似,但HNMs则不同。
(5)5种HAcAms(DIAcAm、DBAcAm、CAcAm、DCAcAm和TCAcAm)染毒HEK293T细胞后,检测细胞内ROS生成量、SOD活性和MDA含量的变化。实验结果表明,随着HAcAms暴露浓度的增加,细胞内ROS的生成量呈上升趋势,且最高浓度下生成倍数的排序是DIAcAm>CAcAm>DBAcAm>TCAeAm>DCAcAm,该结果与细胞存活率结果一致,表明HAcAms对HEK293T细胞的细胞毒性与ROS之间存在密切联系。
(6)不同暴露浓度和暴露时间下5种HAcAms会导致HEK293T细胞内SOD活性和MDA含量发生改变,表明HAcAms可诱导细胞产生氧化应激,并对细胞产生氧化损伤。