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基于Caco-2细胞模型研究木瓜中农药多残留联合暴露的吸收转运、毒性效应及健康风险

批准号:
32102245
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
肖金京
依托单位:
学科分类:
植物化学保护
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
肖金京

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
中药材农药残留经膳食摄入进入人体后,会以低剂量、多残留暴露特征产生联合毒性效应。肠道是外源化合物吸收的主要场所,天然产物以及环境污染物经肠吸收转运过程中的相互作用是影响其联合毒性效应的重要因素。农药残留联合暴露经肠吸收转运过程中会发生怎样的相互作用?目前未见报道。明确农药残留在吸收转运过程中的联合毒性效应是当前准确评价中药材中农药多残留联合暴露风险亟待解决的科学问题。本项目以药食同源木瓜中高频检出的农残为对象,采用人源结肠癌Caco-2细胞模型,系统研究农药多残留在吸收转运过程中的相互作用规律及其影响Caco-2细胞屏障功能的联合作用模式,建立不同类型农药残留联合毒性阈值的预测模型,定量评估木瓜中农药多残留对人体健康的联合暴露风险。研究结果对于科学评价木瓜中农药多残留的健康风险、加强中药材农药残留污染的源头控制和风险管理具有重要的理论指导意义与实际应用价值。
英文摘要
Pesticide residues in Chinese herbal medicines will be low-dose, multi-residual exposure characteristics of joint toxicity after dietary intake into the human body. The intestinal tract is the main site of absorption of foreign compounds, and the interaction of natural products and environmental organic pollutants is an important factor affecting their toxic effects. How does co-exposure to pesticide residues interact with intestinal transport? It has not been reported. It is a scientific problem to evaluate the risk of joint exposure of pesticide residues in Chinese herbal medicines in order to clarify the interaction and toxicity of joint exposure during absorption and transport. Caco-2 cell model is used to study the interaction of different pesticide residues combinations and their joint toxicity to intestinal cell barrier function during absorption and transport, and a threshold prediction model for pesticide residues joint toxicity was established based on Caco-2 cell proliferation to assess the combined exposure risk of pesticide residues in Chaenomeles speciosa. It’s great theoretical significance and practical value for evaluating the health risk of multiple pesticide residues in Chaenomeles speciosa and strengthening the risk management of pesticide residues in Chinese medicines.
膳食摄入是农药残留暴露于人体的最主要途径,农药残留经肠吸收转运是决定其发挥毒性效应的重要环节。明确农药残留在吸收转运过程中的联合毒性效应是当前准确评价中药材中农药多残留联合暴露风险亟待解决的科学问题。本项目以木瓜中常见农药残留为对象,研究供试农药多残留在Caco-2细胞模型中吸收转运的相互作用和联合毒性效应,评估木瓜中农药多残留对人体健康的联合暴露风险。主要成果包括:探明多菌灵、氟环唑等农药二元混合物在吸收转运过程中存在明显协同效应,协同作用机制为供试农药具有相似的氨基酸残基结合位点,通过π键竞争性抑制外排型转运体MRP和BCRP进而影响其外排作用;基于Caco-2细胞模型和模式动物(鼠)实验,明确供试农药联合暴露会影响肠道屏障功能通透性和完整性,使Caco-2细胞紧密连接蛋白Claudin-1表达水平显著降低,结合组学分析等技术阐明其作用机制为供试农药通过激活铁死亡协同诱导肠道屏障功能损伤;以细胞增殖为效应终点,采用基准剂量法获得了阿维菌素、氟啶胺、螺螨酯二元混合物的联合毒性阈值(BMDL),定量评估木瓜中供试农药多残留对人体健康的联合暴露风险水平在可接受范围内。进一步针对肝脏这一农药毒性的潜在靶器官,开展了供试农药多残留对小鼠肝脏的联合健康效应研究,发现甲维盐和和溴氰虫酰胺在二元混合暴露下会导致小鼠肝脏脂肪积聚和发生炎症反应,其对肝脏协同毒性机制与活性氧过量产生导致细胞线粒体氧化和能量代谢失衡有关,结果为丰富农药多残留联合暴露风险评估的理论和方法、加强中药材农药残留污染的源头控制提供理论依据。相关成果在Food Chemistry等期刊发表论文5篇,培养研究生4名。
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