酚类和卤苯类化合物的雌激素受体α和雌激素相关受体γ活性及毒性效应研究

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内分泌干扰物质(EDCs)作为外源物质会干扰或破坏人体内源激素的正常合成、分泌、运输、结合和代谢,最终导致人体内环境调节机制失调,影响繁殖和发育;由于男女不育、儿童早熟、肥胖、糖尿病和癌症人群日益增多,EDCs引起了人们的广泛关注。本文对酚类和卤苯两类典型内分泌干扰物的雌激素受体α(ERα)和雌激素相关受体γ(ERRγ)活性及毒性效应进行了探究,主要研究结果如下:1.发现对烷氧基苯酚类物质(p-AOPs)模拟雌激素与hERα结合的规律,即1~5个碳原子内,烷基侧链越长,雌激素活性越强。首先利用分子对接方法模拟了该类物质与hERα配体口袋结合情况,发现它们都能对接进入配体口袋,并且每个p-AOPs的酚羟基都与活性位点的Glu353和Arg349形成稳定的氢键,而侧链与疏水氨基酸如Met343、Leu346、Leu387、Leu391、Phe404、Met 421等形成疏水作用。然后通过Coa-BAP系统进行体外结合实验,根据hERα-LBD与下游转录共激活因子的结合情况确定物质的结合活性,结果与分子对接一致,将分子对接分数与Coa-BAP法得到的EC50进行回归分析结果表明两者显著相关(P<0.01),所以分子对接技术和Coa-BAP测试相结合的方法,可以用作体外筛选此类物质内分泌干扰活性的有效方法。2.发现苯氧基苯酚(Ph OP)雌激素活性强于BPA,而戊氧基苯酚(Pe OP)和苄氧基苯酚(PBP)雌激素活性与BPA相当。Ph OP、Pe OP、PBP小鼠子宫增重实验表明,30 mg kg-1 bw d-1和300 mg kg-1 bw d-1剂量的Ph OP和30 mg kg-1 bw d-1剂量的PBP表现出子宫重量显著增加,将Ph OP和Pe OP子宫样品转录组测序分析后,雌激素和雌二醇响应的基因(如sprr家族)发生显著性差异表达,在基因水平证明了两种物质的雌激素活性。3.测试烷基酚、双酚、醚类和常见药物四类酚类物质的hERRγ激动剂活性,利用分子对接技术和Coa-BAP测试联合的方法,结果表明60%以上的物质都能表现出明显的hERRγ激动剂活性,可增强hERRγ与转录共激活因子结合。首先利用分子对接模拟酚类物质与hERRγ活性位点的结合情况,并以PMF值表征,筛选出43种可进入hERRγ配体口袋的物质,进一步分析发现,含有对位羟基的苯酚结构的物质在口袋中的对接姿势基本相同,都倾向于与Glu275和Arg316形成氢键,而烷基侧链则会与配体口袋的疏水氨基酸如Phe450、Phe435、Leu345、Ile349、Ile310、Tyr326等形成疏水作用力,尤其是与Phe450的疏水作用是小分子发挥激动剂活性的主要原因。然后将50种物质利用Coa-BAP系统进行体外结合活性测试,一定浓度梯度的化学物质与10-5M他莫昔芬联合暴露,结果表明有31种物质能够明显促进被他莫昔芬抑制的hERRγ与下游转录共激活因子GRIP-1结合,最后SPR技术挑选了7种活性不同的物质验证两种方法的结果是可靠的。4.测试58种卤苯物质的hERRγ激动剂活性,54种物质分子对接成功,进一步发现卤素原子也可以作为电子受体与Glu275、Arg316和Asn346形成类似氢键的卤键,从而使相关化学品具有hERRγ结合活性,最重要的是这一发现目前还没有文献报道;Coa-BAP测试结果表明45种物质有明显的hERRγ活性,苯酚结构的卤苯物质活性最强,结构相似的卤苯物质hERRγ活性规律与苯酚类似,最后用SPR技术进行了验证。本文通过对酚类和卤苯物质的内分泌干扰活性的研究,发现p-AOPs作为雌激素干扰素对人体健康的潜在危害;同时筛选出了很多新的hERRγ激动剂活性的化学物质,这些研究结果为今后研究内分泌干扰危害和相关物质的健康风险提供了依据,并建议进一步加强这些物质对人体暴露的研究。
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