當前,我國環(huán)境污染物的暴露特征復雜,發(fā)達國家百年發(fā)展過程經(jīng)歷的不同污染階段所產(chǎn)生的健康問題在我國集中顯現(xiàn),不僅污染所致健康危害機制亟待闡明,而且污染的環(huán)境暴露規(guī)律亦不清晰。由于我國環(huán)境污染的自身特點,污染的環(huán)境暴露與健康危害與發(fā)達國家差異顯著,無法照搬國外研究模式與結論。

發(fā)現(xiàn)羥基自由基產(chǎn)生新機制

以環(huán)境污染導致的健康危害問題為目標,按照"多元知識結構的團隊集中攻關"的研究思路,中科院生態(tài)環(huán)境中心及相關研究團隊協(xié)同開展環(huán)境污染導致健康危害的分子機制、風險預報預警、干預與消除、新技術方法及儀器開發(fā)等方面的研究。在過去的5年中,生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境化學與生態(tài)毒理學國家重點實驗室以鹵代有機化合物為研究對象,從分子、細胞、活體、理論計算等多個層面,系統(tǒng)地研究了鹵代有機污染物毒性及健康危害機制,取得了一系列創(chuàng)新成果。

在鹵代苯酚的致癌代謝物鹵代醌與氫過氧化物反應的中間產(chǎn)物中首次分離得到純凈的醌碳自由基加合物的自由基形式,并發(fā)現(xiàn)其能夠誘導DNA損傷,為鹵代苯酚的致癌毒性提供了一個全新的分子毒理機制。該機制適用于其他通過體內(nèi)代謝或化學脫鹵轉化成鹵代醌的多種鹵代有機污染物如氯代苯酚、橙色劑和溴代阻燃劑,是一個具有普適性的致癌新機制。發(fā)現(xiàn)鹵代苯醌的暴露導致細胞內(nèi)作為TET酶輔助因子的可利用鐵含量顯著增加,提高了TET酶的催化活性,從而誘導5-羥甲基胞嘧啶的形成,表明鹵代苯醌對表觀遺傳修飾水平的改變是其致癌毒性的另外一個潛在分子機制。發(fā)現(xiàn)多氯聯(lián)苯可促進腫瘤的生長、浸潤和轉移,并增加與腫瘤生長和增殖相關基因的表達,最終促進腫瘤惡化,為多氯聯(lián)苯與人群腫瘤的環(huán)境流行病學相關性數(shù)據(jù)提供了重要病因學依據(jù)。首次證明了果蠅基因組中存在6mA修飾,并且證明該修飾在胚胎發(fā)育的早期階段受到去甲基化酶DMAD (果蠅Tet同源蛋白)的精確調控。該項研究揭示了真核生物DNA新修飾形式,在表觀遺傳研究領域取得了具有重要意義的原創(chuàng)性突破。以上成果深入、系統(tǒng)地研究了鹵代有機污染物在健康危害方面的幾個關鍵生物過程,相關研究成果在Cell、Nat Commun、PNAS、Cell Stem Cell、JACS和Environ.Health Persp.等國際著名期刊發(fā)表,工作得到國內(nèi)外同行的廣泛關注和認可。

專家點評

環(huán)境污染導致的健康危害已經(jīng)引起了世界各國的廣泛關注,但污染物引發(fā)相關疾病的分子機制仍是一個國際性的科學難題。中國正處于經(jīng)濟快速發(fā)展的時期,經(jīng)濟發(fā)展帶來的環(huán)境污染和健康問題是中國現(xiàn)在和未來所要面對的一個重大社會問題。中科院設立的"環(huán)境污染的健康效應與調控"項目將開創(chuàng)中國環(huán)境與健康研究新領域,奠定學科發(fā)展和人才隊伍基礎,為解決中國環(huán)境污染導致的健康問題提供理論和方法的支撐。

該研究特色鮮明,研究路線清晰;基礎研究成果突出;全鏈條設計;培育了多元知識結構的研究團隊。通過污染物的毒理效應分子機制研究,將環(huán)境暴露組與區(qū)域健康問題有效"橋"聯(lián);在污染物誘發(fā)DNA損傷以及表觀遺傳變化的分子機理研究方面取得重要進展,成果在Cell、Cell Stem Cell、PNAS等高水平期刊上發(fā)表;研究內(nèi)容涵括了暴露組學、分子相互作用、健康機制等研究內(nèi)容,并延伸到風險預報預警和危害干預與消除等研究方向;充分體現(xiàn)學科交叉,研究團隊包括了環(huán)境科學、化學、毒理學、生命科學、醫(yī)學及流行病學等領域的專家和研究人員。通過培育具有國際競爭力的學術團隊,引導和推動了中國環(huán)境與健康學科的發(fā)展。

點評專家

樂曉春    (X.Chris Le)加拿大皇家科學院院士,加拿大自然科學與工程研究院E.W.R.Steacie Memorial Fellowship獎獲得者。加拿大阿爾伯塔大學杰出教授(Distinguished University Professor)、分析和環(huán)境毒理研究室主任,加拿大生物分析技術和環(huán)境健康領域首席科學家。主要從事生物分析化學、環(huán)境健康、環(huán)境毒理、基因損傷和修復等研究,在Science、PNAS等高水平期刊發(fā)表研究論文200余篇,擔任Journal of Environmental Sciences、Environmental Health Perspectives和Analytical Chemistry等期刊的主編或副主編。

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