“十二五”丨环境污染的健康效应与调控
2016/2/10 中科院之声

     编者按：日前，中科院正式发布了25项“十二五”期间通用领域重大科技成果及标志性进展。中科院之声推出“中国科学院‘十二五’标志性重大进展”专栏，为您盘点回顾这25项标志性重大进展。

     标志性重大进展：环境污染的健康效应与调控

     牵头研究单位：中国科学院生态环境研究中心

     成果介绍：

     随着全球快速增长的人口规模以及物质消耗水平，各类环境污染物排放量持续增加，环境污染现已成为影响人类健康最主要的因素之一。当前，我国环境污染物的暴露特征复杂，发达国家百年发展过程经历的不同污染阶段所产生的健康问题在我国集中显现，不仅污染所致健康危害机制亟待阐明，而且污染的环境暴露规律亦不清晰。由于我国环境污染的自身特点，污染的环境暴露与健康危害与发达国家差异显著，无法照搬国外研究模式与结论。

     以环境污染导致的健康危害问题为目标，按照“多元知识结构的团队集中攻关”的研究思路，中国科学院生态环境研究中心及相关研究团队协同开展环境污染导致健康危害的分子机制、风险预报预警、干预与消除、新技术方法及仪器开发等方面的研究。在过去的5年中，生态中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室以卤代有机化合物为研究对象，从分子、细胞、活体、理论计算等多个层面，系统地研究了卤代有机污染物毒性及健康危害机制，取得了一系列创新成果。

     在五氯酚的代谢物四氯苯醌与H₂O₂反应的中间产物中首次分离得到纯净的醌碳自由基加合物的自由基形式，并发现其能够诱导DNA损伤，为卤代苯酚的致癌毒性提供了一个全新的分子毒理机制。该机制适用于其他通过体内代谢或化学脱卤转化成卤代醌的多种卤代有机污染物如氯代苯酚、橙色剂和溴代阻燃剂，是一个具有普适性的致癌新机制。发现卤代苯醌的暴露导致细胞内作为TET酶辅助因子的可利用铁含量显著增加，提高了TET酶的催化活性，从而诱导5-羟甲基胞嘧啶的形成，表明卤代苯醌对表观遗传修饰水平的改变是其致癌毒性的另外一个潜在分子机制。发现多氯联苯可促进肿瘤的生长、浸润和转移，并增加与肿瘤生长和增殖相关基因的表达，最终促进肿瘤恶化，为多氯联苯与人群肿瘤的环境流行病学相关性数据提供了重要病因学依据。首次证明了果蝇基因组中存在6mA修饰，并且证明该修饰在胚胎发育的早期阶段受到去甲基化酶DMAD(果蝇Tet同源蛋白)的精确调控。该项研究揭示了真核生物DNA新修饰形式，在表观遗传研究领域取得了具有重要意义的原创性突破。

     以上成果深入、系统地研究了卤代有机污染物在健康危害方面的几个关键生物过程，相关研究成果在Cell、Nat Commun、PNAS、Cell Stem Cell、JACS、Environ Health Persp等国际著名期刊发表，工作得到国内外同行的广泛关注和认可。

    

     纳米银改变细胞能量代谢方式的机制示意图

    

     环境水体中碘甲烷对无机汞的光化学甲基化机理示意图

    

     干细胞毒理学实验方法框图

    

     氧化石墨烯活化巨噬细胞、诱发机体炎症反应具有尺寸相关性

    

     真核生物DNA新修饰形式

    

    

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