赵春风,刁晓平,*,谢嘉,曹佳,宋芹芹,郑鹏飞,王海花
1. 海南大学农学院,海口 570228 2. 海南大学海口市环境毒理学重点实验室,海口 570228 3. 海南大学环境与植物保护学院,海口 570228
邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)对马氏珠母贝(Pinctada martensi)血细胞免疫功能及氧化应激效应的影响
赵春风1,2,刁晓平1,2,*,谢嘉2,3,曹佳1,宋芹芹1,郑鹏飞1,王海花1
1. 海南大学农学院,海口 570228 2. 海南大学海口市环境毒理学重点实验室,海口 570228 3. 海南大学环境与植物保护学院,海口 570228
邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)是一种持久性的有机污染物(POPs),具有潜在毒性、致癌性。选取马氏珠母贝(Pinctada martensi)为研究对象,研究DEHP对其血淋巴细胞免疫功能和脂质过氧化水平的影响。将成年马氏珠母贝暴露于不同浓度(0.5、2.0、8.0、16.0 mg·L-1)的DEHP中,暴露14 d后测定血细胞数目(THC)、吞噬能力(phagocytic activity)、细胞膜稳定性(cell membrane stability)、脂质过氧化程度(LPO)和总谷胱甘肽含量(T-GSH)的变化。结果显示,血细胞数目随DEHP浓度的升高而降低,呈明显的剂量-效应关系,最低可见效应浓度(LOEC)<0.5 mg·L-1。细胞膜稳定性和吞噬活力均随DEHP浓度的升高,呈现先升高后降低的变化趋势,其LOEC值分别小于2和8 mg·L-1。细胞中丙二醛(MDA)含量随染毒浓度增加逐渐升高,在8 mg·L-1浓度组达到最高值,之后降低,与之相应的脂质过氧化水平也呈现先升高后降低的变化趋势,LOEC<2 mg·L-1。8 mg·L-1浓度组的总谷胱甘肽含量与对照组相比存在显著差异性(p<0.05),LOEC<8 mg·L-1。研究结果表明:DEHP染毒14 d对马氏珠母贝血淋巴细胞免疫功能有明显的影响,同时还会诱导机体产生氧化应激效应,在所测试的指标中,血细胞计数对DEHP的胁迫最敏感(LOEC<0.5 mg·L-1),细胞膜稳定性和脂质过氧化水平的敏感性次之(LOEC<2 mg·L-1)。
邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP);马氏珠母贝;血淋巴细胞;免疫功能;氧化应激
邻苯二甲酸酯类物质(PAEs),被广泛用作增塑剂来提高多种塑料的柔软性。其中,邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)因其价格低廉并具有稳定性、流动性、不易挥发等特点而被广泛使用[1]。同时,DEHP是环境内分泌干扰素[2],具有生殖毒性和免疫毒性等,且长期存在于环境中不易分解,因此中国环境检测总站和美国国家环境保护局(USEPA)均将该类化合物列为优先控制污染物[3-4]。
双壳贝类已经被广泛用作环境标记物载体来检测海洋环境污染[5-6]。双壳贝类多栖息于滨海或河口地区,移动性差,活动范围很小,营滤食性生活,代谢率低,对海洋有机污染物具有很强的生物富集作用[7-8]。因此,通过研究贝类机体的变化可以反映出近海岸带生态环境的污染情况。国内外研究DEHP对贝类的影响,多集中于DEHP的生殖毒性和胚胎毒性等方面,较少从免疫毒性方面开展DEHP对贝类的影响研究。
本研究选择海南常见经济贝类马氏珠母贝为实验动物,研究DEHP胁迫对其血细胞非特异性免疫系统和抗氧化能力的影响,通过免疫和氧化损伤指标筛选出敏感的生物标志物,用于指示海洋环境中DEHP的污染程度,探讨其免疫毒性机理和氧化损伤机制,并为防治DEHP对海洋环境的污染提供依据。
1.1 实验材料
实验用马氏珠母贝(Pinctada maetensi)购于海南省陵水县毅珠贝类养殖场,贝龄为2 y,平均壳长6~7 cm。实验用海水取自海南陵水黎安港无污染区域的自然海水,经80目筛绢网过滤处理后待用。
1.2 仪器与试剂
仪器:VOSHIN96-IIL超声波破碎仪(沃信仪器公司,中国);96孔细胞培养板(Costar公司,美国),Model 680型酶标仪(BIO-RAD公司,美国),细胞培养箱(Olympus公司,日本);恒温水浴箱(北京医疗设备,中国),YX280B高压蒸汽灭菌锅(上海三申医疗器械有限公司,中国),PHS—3B精密pH计(上海精密科学仪器有限公司,中国),5702台式冷冻低速离心机(Eppendorf公司,德国)。
试剂:NaCl,CaCl2,KCl,Na2HPO4,KH2PO4,MgSO4,醋酸钙,甲醛,乙酸,4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES),乙醇,丙酮(均为分析纯)购自中国广州化工集团;牛血清蛋白,BioRad试剂,2-硝基苯甲酸((DTNB),50%(质量分数) 三氯乙酸 (TCA)溶液,1%(质量分数) 硫代戊巴比妥酸(TBA)溶液,中性红(NR)染料,2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)均购自日本TCI公司;DEHP(Sigma公司,美国)为分析纯。
磷酸盐缓冲液(PBS, pH 7.2)的配制:8 g NaCl、2.0 g Na2HPO4、0.2 g KH2PO4和0.2 g KCl,用蒸馏水定容至1 L,必要时用1 mol·L-1NaOH调节pH,高压灭菌,常温保存。
1.3 实验方法
1.3.1 染毒方法
将马氏珠母贝清洗干净后清除贝体表面附着物,在盛有新鲜海水(盐度为32‰,pH值为8.3,温度为28 ℃~33 ℃)的水槽中驯养3 d,连续通气,每日投喂金藻并换水。驯养结束后,选取壳长6~7 cm的健康个体进行染毒。
将选好的贝分别养于50 cm×30 cm×40 cm的玻璃水槽中,每只水槽10 L水,放置12只马氏珠母贝。根据预实验结果,以丙酮作为助溶剂(体积百分比小于1%),以海水配制成400、800、1 600、3 200 μg·mL-1的母液,然后取1 mL加入水槽中配成0.5、2、8、16 mg·L-1实验溶液,同时设置丙酮对照组。对照组及实验处理组均设置3个平行。连续通气,每天换水,分别在染毒后14 d取样。
1.3.2 样品的采集
每个平行组分别取3只贝,用1 mL一次性注射器从闭壳肌旁的血窦中抽取血细胞,合并装于EP管中,用改良的Alsever溶液做抗凝剂抗凝,并用PBS缓冲液调节细胞密度为1×106cell·mL-1,-80 ℃冰箱保存待测。
1.4 指标检测
对马氏珠母贝的血淋巴细胞进行以下几个指标的检测:血细胞计数(total haemocyte count, THC),蛋白质的浓度(protein concentration),细胞膜的稳定性(cell membrane stability),吞噬活性(phagocytosis)以及脂质过氧(LPO)化水平。
1.4.1 血细胞计数
取血细胞样品与甲醇钙溶液(BFC,含质量分数为2%的NaCl,质量分数为1%的醋酸钙,质量分数为4%的甲醛)以血细胞∶BFC=1∶4的比例进行稀释,并固定细胞。用25×16格细胞计数板在普通显微镜下(40×15倍)观察中央计数区,计算血细胞数目。
1.4.2 蛋白质浓度的测定
蛋白质浓度用改良的考马斯亮蓝法[9]来测定。将样品用生理盐水(0.02 mol·L-1HEPES,0.4 mol·L-1NaCl,0.1 mol·L-1MgSO4,0.01 mol·L-1KCl,0.01 mol·L-1CaCl2;pH7.4)4倍稀释,取5 μL加入到96孔细胞培养板中,同时做标准(0.2~1.0 mg·mL-1牛血清蛋白)组和阴性对照组(生理盐水);然后往样品和对照组中加入200 μL稀释后的BioRad试剂(蒸馏水6倍稀释)。做3个重复。20 ℃反应20 min,用酶标仪在595 nm的波长下测OD值。
1.4.3 细胞膜稳定性的测定
采用改良的中性红(NR)法检测马氏珠母贝血细胞稳定性[10]。具体步骤:首先,将50 μL血细胞样品加入细胞培养板中,4 ℃培养45 min,然后用生理盐水将未凝集的细胞洗去;加入200 μL质量分数为0.004%的NR溶液,室温下培养3 h,待吞噬后,将多余的NR染料用生理盐水洗去;随后加入200 μL的酸化乙醇进行脱色。用酶标仪在550 nm吸收波长下,测定各孔OD值。
1.4.4 吞噬活性的测定
通过检测血细胞对中性红(NR)染色的酵母多糖的吞噬活力来测定吞噬活性。具体步骤:血细胞样品在冰上解冻,接着取50 μL加入细胞培养板中,4 ℃培养1 h,用生理盐水洗去未凝集的细胞;然后加入50 μL已被NR染色的酵母多糖悬液(50×107mL-1)常温下培养30 min;随后将多余的酵母多糖颗粒用生理盐水洗去,加入100 μL BFC固定细胞,再加100 μL的酸化乙醇进行脱色。用酶标仪在550 nm吸收波长下,测定各孔OD值。
1.4.5 脂质过氧化程度的测定
实验采用改良的硫代巴比妥酸(TBARS)法[11]进行检测。具体步骤:血细胞样品在冰上解冻,然后取40 μL加入到细胞培养板中,加入10 μL BHT(1 mmol·L-12,6-二叔丁基-4-甲基苯酚溶解在乙醇中),以防止进一步脂质过氧化;随后加入100 μL提取液(20 mmol·L-1Tris-chloride,0.15 mol·L-1KCl,0.5 mol·L-1蔗糖,1 mmol·L-1乙二胺四乙酸;pH 7.6),紧接着加入50 μL 50%的TCA溶液和75 μL 1%的TBA溶液;60 ℃水浴60 min后冰上降温,用酶标仪在550 nm吸收波长下,测定各孔OD值,结果用丙二醛(MDAe)含量表示。
1.4.6 总谷胱甘肽(T-GSH)含量的测定
采用DTNB法测定总谷胱甘肽(GSH+GSSG)的含量[12]。取血细胞样品200 mL,4 ℃离心5 min后弃掉上清,剩下的细胞用生理盐水重悬。采用超声波破碎仪将细胞破碎,-80 ℃保存备用。实验时,将样品置于冰上解冻,接着用移液器吸取80 μL样品与40 μL DTNB溶液(10 mmol·L-1DTNB,100 mmol·L-1KH2PO4,5 mmol·L-1乙二胺四乙酸)混合,用DTNB对样品进行预处理。然后取40 μL被DTNB处理过的样品加入到96孔细胞培养板中,然后往样品中加入210 μL谷胱甘肽还原酶液(2.06 U·mL-1谷胱甘肽还原酶,100 mmol·L-1KH2PO4,5 mmol·L-1乙二胺四乙酸;pH 7.5)。平衡1 min,然后加入60 μL 1 mmol·L-1乳醛还原酶(NADPH)溶液,反应1 min。用酶标仪在405 nm波长下测定样品的OD值。
1.5 数据统计与分析
每个实验组作6次重复,结果以Mean±SEM表示,并用采用SPSS Statistics17.0统计软件分析数据,进行单因素方差分析(one-way ANOVA)和多重比较(Duncan),其中独立样本数n=3,对各浓度组与对照组数据进行差异性显著分析。
2.1 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)对血细胞数量的影响
如图1所示,随染毒浓度的增加,马氏珠母贝血细胞数量呈递减趋势,呈现明显的剂量-效应关系,其最低可见效应浓度(LOEC) <0.5 mg·L-1,即从0.5 mg·L-1浓度组血细胞数量(5.02×106cell·mL-1)与对照组(8.77×106cell·mL-1)相比,存在显著差异(p<0.05);8 mg·L-1浓度组的血细胞数与对照组相比呈极显著差异(p<0.01);16 mg·L-1浓度组血细胞数量最少为1.25×106cell·mL-1,与对照组相比,减少了86%。
2.2 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)对血细胞膜稳定性的影响
如图2所示,血细胞膜的稳定性随DEHP暴露浓度的升高出现先上升后下降的趋势。当染毒浓度为2.0 mg·L-1时,细胞膜稳定性最高,其OD550达到4.16 mg-1prot,与对照组(3.61 mg-1prot)相比出现显著性差异(p<0.05)。然后随着染毒浓度的增高,OD550值逐渐降低,到染毒浓度达16.0 mg·L-1时降至最低,与对照组水平,降幅达到54%,但与对照组相比,并没有表现显著差异性(p>0.05)。
2.3 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)对血细胞细胞吞噬活力的影响
从图3中可以看出,起初随着DEHP浓度的增加,细胞吞噬活性也随之增强,当染毒浓度达到8.0 mg·L-1时,与对照组相比,出现显著性差异(p<0.05),细胞吞噬酵母聚糖颗粒的OD550值为3.21 mg-1prot,LOEC<8.0 mg·L-1。当浓度达到16.0 mg·L-1时,吞噬作用有减弱,与对照组相比,无显著性差异(p>0.05)。
2.4 DEHP对血细胞脂质过氧化水平的影响
DEHP对马氏珠母贝血细胞脂质过氧化水平的影响如图4所示。随DEHP浓度的升高,细胞中MDA含量随之逐渐升高。当染毒浓度达到2.0 mg·L-1时,细胞中MDA含量与对照组相比,存在显著差异性(p<0.05),其LOEC<2.0 mg·L-1。染毒浓度达到8 mg·L-1时,MDA含量最高。当染毒浓度为最高值(16 mg·L-1)时,MDA含量出现下降趋势,但与对照组相比无显著差异(p>0.05)。
图1 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)染毒14 d 对马氏珠母贝血细胞数量(THC)的影响注:* p<0.05,** p<0.01,与对照相比,下同。Fig. 1 Total haemocyte counts (THC) of Pinctada martensi after exposure to diethylhexyl phthalate (DEHP) for 14 dNote: * p<0.05, ** p<0.01, compared with the control, the same below.
图2 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)染毒14 d对 马氏珠母贝血细胞膜稳定性的影响Fig. 2 Haemocyte membrane stability of Pinctada martensi after exposure to DEHP for 14 d
图3 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)染毒14 d对 马氏珠母贝血细胞吞噬活力的影响Fig. 3 Phagocytic activity of haemocyte of Pinctada martensi after exposure to DEHP for 14 d
图4 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)DEHP染毒14 d对 马氏珠母贝血细胞脂质过氧化水平(LPO)的影响Fig. 4 Lipid peroxidation (LPO) of Pinctada martensi after exposure to DEHP for 14 d
2.5 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)对血细胞总谷胱甘肽(T-GSH)含量的影响
DEHP胁迫诱导血细胞产生氧化应激效应的结果见图5。起初随染毒浓度的升高,血细胞的总谷胱甘肽(T-GSH)含量呈逐渐递增的趋势,其中8 mg·L-1浓度组含量最高,为16.04 nmol·mg-1prot,与对照组(11.30 nmol·mg-1prot)相比,有明显差异(p <0.05),LOEC<8 mg·L-1。当染毒浓度为最高值(16 mg·L-1)时,T-GSH含量明显下降,但与对照组相比没有显著差异(p >0.05)。
DEHP来源主要通过3个途径[13]:含有该物质的废水的直接排放,固体废弃物缓慢释放经雨水淋溶后,进入地下水和地表水;间接途径是首先进入大气,经沉降或雨水进入水环境中;另外,还有垃圾及其渗透液。进入水环境的DEHP会通过江河汇流及地下水渗透,最终进入海洋生态系统,从而对近海岸生态系统造成极大的影响[14]。有关研究报道DEHP具有生殖毒性、胚胎发育毒性、遗传毒性、免疫毒性和神经毒性[15]。
本实验研究了DEHP对马氏珠母贝免疫功能的影响。血细胞计数实验中,随着染毒浓度的升高,血细胞数目也随之减少,与对照组相比,0.5、2.0、8.0和16.0 mg·L-1这4个浓度组的血细胞数目分别减少了43%、52%、67%和86%。血细胞参与机体的各种反应,包括气体交换,渗透调节,营养物质的消耗和分配,代谢废物的排泄以及损伤修复等,在贝类的先天免疫机制中起到至关重要的作用[16-17]。所以,血细胞数量的下降,可能是由于DEHP抑制了血细胞的产生或减少了其在组织中的释放,从而导致免疫系统的功能减弱。解玮等[18]研究DEHP内分泌干扰活性时发现,DEHP可升高乳腺癌细胞(MCF-7)的雌激素受体(ERs)水平,得出了一定剂量水平的DEHP具有雌激素活性的结论。有研究表明17β-雌二醇以剂量依赖方式诱导Jurkat淋巴细胞发生凋亡[19]。张修武等[20]也发现雌二醇能够诱导小鼠腹腔巨噬细胞发生典型细胞凋亡。本研究也得到了相似的结果,即马氏珠母贝的血细胞数量随DEHP染毒浓度升高逐渐减少,存在明显的剂量-效应关系,其中LOEC<0.5 mg·L-1。马氏珠母贝血细胞数量对DEHP的毒性胁迫有着明显的响应。可以推测出无脊椎动物的非特异性免疫细胞在DEHP胁迫下,与雌激素刺激脊椎动物所产生的影响相似。其作用机理还有待进一步研究。
图5 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)染毒14 d对 马氏珠母贝血细胞总谷胱甘肽(T-GSH)含量的影响Fig. 5 Total glutathione concentration (T-GSH) of Pinctada martensi after exposure to DEHP for 14 d
对外源物质的吞噬作用主要通过膜的变形功能得以实现,而细胞膜的稳定性改变,会影响膜的变形功能,进而使吞噬活力改变。本研究中的吞噬活力和细胞膜稳定性变化趋势相同,在一定浓度范围内,活性增强,而当浓度达到较高时,活力下降。贝类中存在类IL-1α、IL-1β、IL-2样细胞因子,且其功能与高等动物的相似[21]。低浓度的DEHP胁迫,可促进IL-1β的分泌,进而激活炎症反应[22],吞噬活力随之增强。当高浓度的DEHP胁迫时,脂溶性污染物DEHP能够与细胞膜结合,改变细胞膜的流动性和细胞膜上离子泵,导致细胞膜稳定性降低,并且能够阻碍血细胞变形运动,降低其吞噬活性[23-24]。Watanuki等报道了DEHP对鲤鱼前肾白细胞的影响,发现中剂量浓度组(10和100 nmol·L-1)能使细胞的吞噬活力增强,而高浓度的DEHP(1 000 nmol·L-1)能引起吞噬活力下降[25]。笔者的研究也得到类似的结果。而在本研究中,血细胞数减少与吞噬活性增强同时发生。这一点与雌二醇对免疫系统的影响的研究结果相似。如袁文丹等[26]发现雌二醇有免疫增强和免疫抑制的双重功效,随时间、剂量的大小而变化,在较高剂量雌激素可引起腹腔巨噬细胞吞噬功能抑制,在低剂量时,雌激素可增强腹腔巨噬细胞的吞噬能力。因此可以推测DEHP也通过类似的途径作用于贝血细胞,导致血细胞数减少和吞噬功能增强同时存在。
MDA是脂质过氧化的主要产物之一,其含量的高低可指示生物膜脂质过氧化的程度,目前已较多地应用于水生生态毒理学研究。DEHP在体内代谢迅速降解为其单酯形式(MEHP)和其他产物,并产生了引发脂质过氧化的自由基,这些自由基攻击生物膜使氧化速率加快,从而导致脂质过氧化作用的发生,产生MDA等一系列对机体有害的产物。纪靓靓等[27]也发现污染物能促进自由基的产生,使抗氧化酶活性改变,MDA含量极显著升高。本研究也获得相似的结果,在DEHP胁迫下,血细胞中MDA含量随浓度增加而上升,达到最高浓度时略有下降。血细胞中LPO水平的升高,表明DEHP胁迫使贝体内氧自由基迅速增加,抗氧化防御体系仅能清除出部分自由基,从而缓解其对贝类造成的部分损伤,余下未能及时清除的自由基对细胞产生了不可逆转的损害,导致机体LPO水平升高。
谷胱甘肽(GSH)是机体的主要抗氧化剂之一,GSH分子中的巯基(-SH)能中和活性氧自由基,在谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的作用下将过氧化氢(H2O2)还原成H2O。当贝类受到DEHP胁迫时,贝体中发生代谢反应产生大量的活性氧(ROS),引发机体氧化应激效应。本实验中表现为随着DEHP浓度的增加,T-GSH含量出现先升高后下降的趋势,这与李丽萍等[28]研究DEHP诱导大鼠睾丸能量代谢酶的结果相似。本研究结果表明谷胱甘肽合成对DEHP诱导产生的活性氧自由基有积极的抵抗作用,从而有助于增强贝体对DEHP毒害效应的抵御能力。综上所述,DEHP污染会导致马氏珠母贝免疫功能发生变化并诱导氧化应激效应。
DEHP胁迫会破坏马氏珠母贝体内的氧化平衡状态并使贝体的免疫功能发生变化。马氏珠母贝血细胞的数量对DEHP的胁迫最敏感,并呈现明显的剂量-效应关系,LOEC<0.5 mg·L-1;DEHP的胁迫对细胞膜的稳定性和血细胞的吞噬活性也有一定的影响,前者比后者更加敏感。DEHP污染还会诱导马氏珠母贝产生氧化应激效应,表现为贝体内总GSH以及MDA含量出现先升高后下降的趋势。研究结果表明:监测DEHP对贝类血细胞免疫系统的变化及氧化损伤情况,可以作为生物指示物用于指示海洋中DEHP的污染程度,并为毒理机制研究提供依据。
[1] Staples C A, Peterson D R, Parkerton T F, et al. The environmental fate of phthalate esters: A literature review [J]. Chemosphere, 1997, 35(4): 667-749
[2] Jobling S, Reynolds T, White R, et a1. A variety of environmentally persistent chemicals, including some phthalate plasticizers, are weakly estrogenic [J]. Environmental Health Perspectives, 1995, 103(7): 582-587
[3] 金相灿. 有机化合物污染化学-有毒有机物污染化学[M]. 北京: 清华大学出版社, 1990: 266-275
[4] US Environmental Protection Agency. National Primary Drinking Water Regulations, Federal Register, 40 CFR Chapter I, Part 141 [S]. Washington DC: US Environmental Protection Agency, 1991
[5] Soto M, Marigomez I. Metal bioavailability assessment in Mussel-Watch programmes by automated image analysis of BSD in digestive cell lysosomes [J]. Marine Ecology Progress Series, 1997, 156: 141-150
[6] Orbea A, Garmendia L, Marigomez I, et al. Effects of the 'Prestige' oil spill on cellular biomarkers in intertidal mussels: Results of the first year of studies [J]. Marine Ecology Progress Series, 2006, 306: 177-189
[7] Cajaraville M P, Bebianno M J, Blasco J, et al. The use of biomarkers to assess the impact of pollution in coastal environments of the Iberian Peninsula: A practical approach [J]. Science of Total Environment, 2000, 247(2-3): 295-311
[8] 潘鲁清, 刘娜, 王静. 栉孔扇贝在B[a]P胁迫下生物标志物筛选的研究[J]. 水生生物学报, 2012, 36(2): 299-306
Pan L Q, Liu N, Wang J. Study of biomarkers selection of the scallop Chlamys farreri exposed to B[A]P [J]. Acta Hydrobiolgica Sinica, 2012, 36(2): 299-306 (in Chinese)
[9] Bradford M. A rapid and sensitive method for quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding [J]. Analytical Biochemistry, 1976, 72(1-2): 248-254
[10] Hannam M L, Bamber S D, Sundt R C, et al. Immune modulation in the blue mussel Mytilus edulis exposed to North Sea produced water [J]. Environmental Pollution, 2009, 157(6): 1939-1944
[11] Camejo G, Wallin B, Enojarvi M. Free Radical and Antioxidant Protocols-Analysis of Oxidation and Antioxidants Using Microtiter plates [M]. Methods in Molecular Biology, 1998: 377-387
[12] Owens C W I, Belcher R V. A colorimetric micro-method for the determination of glutathione [J]. Biochemical Journal, 1965, 94(3): 705-711
[13] 胡雄星, 韩中豪, 刘必寅, 等. 邻苯二甲酸酯的毒性及其在环境中的分布[J]. 环境科学与管理, 2007, 32(1): 37-40
Hu X X, Han Z H, Liu B Y, et al. Distrubution of phthalic acid esters in environment and its toxicity [J]. Environmental Science and Management, 2007, 32(1): 37-40 (in Chinese)
[14] Deutschle T, Reiter R, Butte W, et al. A controlled challenge study on di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) in house dust and the immune response in human nasal muscosa of allergic subjects [J]. Environmental Health Perspectives, 2008, 116(11): 1487-1494
[15] 高峰, 张琨, 吴晓刚, 等. 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯毒性作用[J]. 职业与健康, 2011, 27(17): 2019-2020
Gao F, Zhang K, Wu X G, et al. Study on toxicity of di-(2-ethylhexyl) phthalate [J]. Occupation and Health, 2011, 27(17): 2019-2020 (in Chinese)
[16] Cheng T C, Bivalves R. Invertebrate Blood Cells [M]. London: Academic Press, 1981: 233-300
[17] Shumway E S, Parsons J G. Scallops: Biology, Ecology and Aquaculture [M]. Amsterdam: Elsevier, 2006,: 123-227
[18] 解玮. 某市供水体系有机提取物内分泌干扰活性与邻苯二甲酸二乙基己酯性激素干扰效应研究[D]. 上海: 复旦大学, 2004: 50-61
Xie W. Study on the endocrine disrupting effects of organic extracts from drinking water in a Chinese city and sex hormone disrupting effects caused by di(2-ethylhexyl)phthalate [D]. ShangHai: Fudan University, 2004: 50-61 (in Chinese)
[19] Jenkins J K, Suwarmaroj S, Elbourne K B, et a1. 17-β-Estradiol alters Jurkat lymphocyte cell cycling and induces apoptosis through suppression of Bcl-2 and cyclin A [J]. International Immunopharmacology, 2001, 1(11): 1897-1911
[20] 张修武, 牛喜林, 郭兆贵. 雌二醇诱导小鼠腹腔巨噬细胞程序性死亡[J]. 免疫学杂志, 1997, 13(1): 14-16
Zhang X W, Niu X L, Guo Z G. Estradiol induces apoptosis in mouse peritoneal macrophages [J]. Immunological Journal, 1997, 13(1): 14-16 (in Chinese)
[21] Enzo O, Antonella F, Stefano C. Cytokines and invertebrate immune responses [J]. Biology Cell, 1995, 85(1): 87-91
[22] 王佳, 孙霞, 董四君. 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)对THP-1细胞IL-1β和MMP-8表达及ROS的影响[J]. 生态毒理学报, 2013, 8(3): 350-356
Wang J, Sun X, Dong S J. Effects of DEHP on expression of IL-1β and MMP-8 and ROS production in THP-1 cells [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2013, 8(3): 350-356 (in Chinese)
[23] Grundy M M, Moore M N, Howell S M, et al. Phagocytic reduction and effects on lysosomal membranes by polycyclic aromatic hydrocarbons, in haemocytes of Mytilus edulis [J]. Aquatic Toxicology, 1996, 34(4): 273-290
[24] Camus L, Jones M B, Borseth J F, et al. Total oxyradical scavenging capacity and cell membrane stability of haemocytes of the Arctic scallop, Chlamys islandicus, following benzo (a) pyrene exposure [J]. Marine Environmental Research, 2002, 54(3): 425-430
[25] Hironobu W, Yoshiki G, Masahiro S. In vitro modulation of common carp (Cyprinus carpio L.) phagocytic cells by di-n-butyl phthalate and di-2-ethylhexyl phthalate [J]. Aquatic Toxicology, 2003, 63(2): 119-126
[26] 袁文丹, 崔勇, 刘巍, 等. 17β一雌二醇对大鼠腹腔巨噬细胞免疫活性影响[J]. 济宁医学院学报, 2007, 30(4): 296-298
Yuan W D, Cui Y, Liu W, et al. Effects of 17β-estradiol on immunocompetence of peritoneal macrophages of rat in vitro [J]. Journal of Jining Medical College, 2007, 30(4): 296-298 (in Chinese)
[27] 纪靓靓, 李法云, 罗义, 等. 2,4,6-三氯苯酚诱导鲫鱼肝脏自由基的产生及其氧化应激[J]. 应用生态学报, 2007, 18(1): 129-132
Ji L L, Li F Y, Luo Y, et al. Free radicals in Carassius auratus liver: Their generation and oxidative stress induced by 2,4,6-trichlorophenol [J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2007, 18(1): 129-132 (in Chinese)
[28] 李丽萍, 刘秀芳, 宁艳花, 等. DEHP对大鼠睾丸能量代谢酶的影响及其氧化损伤作用[J]. 宁夏医科大学学报, 2010, 32(1): 74-77
Li L P, Liu X F, Ning Y H, et al. Effects of DEHP on rat testicular enzymes of energy metabolism and its role in oxidative damage [J]. Journal of Ningxia Medical University, 2010, 32(1): 74-77 (in Chinese)
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EffectsofDiethylhexylPhthalateonHaemocyteImmuneFunctionsandOxidativeStressinPinctadamartensi
Zhao Chunfeng1,2, Diao Xiaoping1,2,*, Xie Jia2,3, Cao Jia1, Song Qinqin1, Zheng Pengfei1, Wang Haihua1
1. College of Agriculture, Hainan University, Haikou 570228, China 2. Haikou Key Laboratory of Environment Toxicology, Hainan University, Haikou 570228, China 3. College of Environment and Plant Protection, Hainan University, Haikou 570228, China
12 November 2013accepted15 January 2014
Diethylhexyl phthalate (DEHP) is one of persistent organic pollutants (POPs), and poses a significant risk for carcinogenicity, teratogenicity and mutagenicity. In this study, changes of total haemocyte counts (THC), cell membrane stability, phagocytic activity and oxidative stress parameters, including lipid peroxidation (LPO) and total glutathione (T-GSH), of haemocytes of Pinctada martensi were measured in the haemolymph after exposure to different concentrations of DEHP (0.5, 2, 8 mg·L-1) for 14 days. The results showed that THC decreased while DEHP concentrations increased, showing an apparent negative dose-response curve. The lowest-observed-effect concentration (LOEC) for THC decrease was lower than 0.5 mg·L-1. Besides, cell membrane stability, phagocytic activity and lipid peroxidation level were reduced after a short-time rise with increasing DEHP concentration, showing an inverted U-shaped curve with LOEC value <2 mg·L-1, <8 mg·L-1and <2 mg·L-1, respectively. The T-GSH content in 8 mg·L-1group showed significant difference compared with the control group (p<0.05), with LOEC value <8 mg·L-1. It is indicated that 14 d-exposure to DEHP had significantly negative effect on the immune functions of haemocytes, and could induce oxidative stress in Pinctada martensii. The THC was the most sensitive indicator to the exposure of DEHP, followed by cell membrane stability and lipid peroxidation level.
diethylhexyl phthalate; Pinctada martensi; haemocyte; immune function; oxidative stress
海南省科技兴海项目(XH201309);海南省研究生创新科研课题(Hys2012-1)
赵春风(1989-),男,硕士,研究方向为生态毒理学,E-mail: zhao.c.f-2008@163.com
*通讯作者(Corresponding author),E-mail: diaoxip@hainu.edu.cn
10.7524/AJE.1673-5897.20130722002
赵春风,刁晓平,谢嘉,等. 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)对马氏珠母贝(Pinctada martensi)血淋巴细胞的免疫功能及氧化应激效应的影响[J]. 生态毒理学报, 2014, 9(2): 375-381
Zhao C F, Diao X P, Xie J, et al. Effects of diethylhexyl phthalate on haemocyte immune functions and oxidative stress in Pinctada martensi [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2014, 9(2): 375-381 (in Chinese)
2013-11-12录用日期2014-01-15
1673-5897(2014)2-375-07
X171.5
A
刁晓平(1963—),女,生态学博士,教授,主要研究方向为生态毒理学和污染生态学,发表学术论文30余篇。