氯化有机磷酸酯诱导C.elegans衰老效应及健康风险机制
批准号:
42077401
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
李辉
依托单位:
学科分类:
环境与健康风险
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李辉
中文摘要
氯化有机磷酸酯在环境介质和生物体样本中广泛检出,对生态环境与人体健康构成严重威胁,其污染暴露能够诱导生物体产生多种退行性病变,但其诱导“衰老效应”的规律及健康风险机制尚未明确。本项目针对环境氯化有机磷酸酯暴露诱导生物体衰老效应规律及作用机制的科学问题,研究不同剂量暴露诱导C.elegans的毒性效应,阐明个体生理、生化特征影响和基因、蛋白表达差异,揭示急性、亚急性和慢性暴露诱导衰老效应的规律;采用转录组学、代谢组学、生物信息学、RNA干扰、转基因品系和突变体验证等学科交叉技术,识别诱导衰老显著相关的靶标基因、蛋白及生物标志物,阐明氧化自由基损伤和Insulin/IGF-1信号通路调控致衰过程的机理;采用体外细胞实验、同源建模和分子对接,阐明人体肝细胞衰老的同源基因、蛋白与信号通路,揭示人体组织赋存及脏器损害规律,为阐明氯化有机磷酸酯污染的环境与健康风险机制和构建预警、防控措施提供科学依据。
英文摘要
Chlorinated organophosphorus esters (ClOPEs) have been widely detected in various environmental media and biological sample worldwide, posing a serious threat to the environment and human health. ClOPEs exposure could induce multiple degenerative diseases, however the inducing of aging effect and molecular mechanisms of health risks remained largely unknown. This project selects Caenorhabditis elegans, the dominant model of aging research, as the test species to explore the aging-dependent toxicity effects induced by a typical ClOPEs. To detect the molecular regulation mechanisms related to aging such as oxidative free radical damage and the Insulin/insulin-like growth factor-1 signaling pathway, various methods including transcriptome sequencing and molecular docking would be used to deeply dig sensitive biomarkers, key target genes/proteins involved in the aging process. This study also establishes interactions between key target genes, proteins as well as their corresponding pathways and aging phenotypes. The results would clarify the molecular mechanisms of ClOPEs inducing the aging process and provide scientific supports for their pollution prevention and control measures.
氯代有机磷酸酯在环境介质和生物体样本中广泛检出,对生态环境与人体健康构成严重威胁。其污染暴露能够诱导生物体产生多种退行性病变,但其诱导“衰老效应”的规律及健康风险机制尚未明确。本项目以典型氯代有机磷酸酯磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(TDCPP)为外源污染物,以秀丽隐杆线虫为衰老研究模型,系统研究TDCPP对线虫衰老效应规律及作用机制。取得的主要成果如下:(1)TDCPP暴露能够诱导线虫运动行为损伤、寿命降低等衰老毒性效应。1000 μg/L TDCPP 亚急性暴露能够诱导线虫平均寿命降低17%,衰老生物标志物脂褐素显著提高32%、氧化应激水平提高34%,表明TDCPP能够加速线虫衰老进程并降低寿命。(2)TDCPP 通过氧化自由基损伤机制加速线虫衰老。TDCPP 可显著提高线虫抗氧化基因谷胱甘肽转移酶的表达,表明脂质过氧化累积和氧化自由基损伤机制在加速线虫衰老过程中的关键作用。(3)TDCPP通过触发非常规IIS-Insulin/IGF-1 信号通路降低线虫寿命。TDCPP通过抑制下游肿瘤抑制因子 DAF-18/PTEN 进行激活,进而降低第二信使PI(3,4,5)P3去磷酸化水平,激活下游丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Akt/PKB,提高该通路中寿命中心因子DAF-16/FoxO蛋白磷酸化水平,抑制DAF 16/FoxO 表达并阻止其入核发挥功能,最终降低寿命。(4)TDCPP通过脂质代谢信号通路加速衰老。TDCPP暴露后线虫daf-16下游FADS编码基因fat-5和fat-6基因表达下调,FADS表达降低,下游基因cpt-1表达下调,CPT-1酶表达降低,脂质代谢产物A-CoA含量减少,表明TDCPP通过抑制脂肪酸进入线粒体进行β-氧化分解,造成脂质累积并降低寿命。(5)TDCPP激活的非常规 Insulin/IGF-1通路具有高度的物种间同源性,在人体正常肝细胞L02中得到验证,关键同源基因及蛋白表达与线虫中结果一致,证实该信号通路在人体细胞具有高度同源性。整体研究为阐明氯代有机磷酸酯污染的环境与健康风险预警提供科学依据。
生物炭介导希瓦氏菌还原FeOOH降解地下水氯代有机物污染机理
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批准号:41877377
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项目类别:面上项目
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资助金额:61.0万元
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批准年份:2018
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负责人:李辉
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依托单位:
国内基金
海外基金