由于人类日益增长的物质需求,大量新型化合物投入生产,并已应用于日常生活中。大多数化合物还未经过毒性测试,其危险性尚不明确。其中部分化合物可能会对生态环境和人类健康造成威胁,这类化合物被称作环境污染物。如何快速准确评价这些环境污染物的毒性是现在毒理学研究面临的一个艰巨的挑战。传统毒理学实验方法多基于动物体内实验来评价毒性,该方法有耗时耗力,价格昂贵,违背伦理,无法避免种属差异等问题,难以应用于初步评判种类数量庞大的环境污染物。体外细胞模型可以从一定程度上解决这些问题,初步评估环境污染物对人类健康的危害,为合理地指导规避环境污染物的使用提供初步基础理论依据。本文基于人源间充质干细胞(Human mesenchymal stem cells,hMSC)和人非小细胞肺癌细胞(A549)两种细胞模型,分别评价了双酚类化合物和纳米二氧化钛(Nano titanium dioxide,nano-TiO2)两种环境污染物对人体细胞的危害。本篇论文主要包括下面三个实验:1.双酚A(BisphenolA,BPA)在日用品中有着广泛的应用。已有大量文献表明BPA具有发育毒性,会扰动人体代谢稳态,可能引发包括肥胖、二型糖尿病在内的一系列代谢相关疾病。本文使用人源间充质干细胞诱导成脂分化模型,证明了低浓度BPA的暴露可以促进hMSC增殖能力并促进其向脂肪细胞分化,这为今后进一步研究BPA及其替代物的毒性效应及机制提供了理论依据。2.由于BPA具有毒性,多个国家已禁止或限制BPA的生产及过度使用,所以寻找可以取代BPA的结构类似物迫在眉睫。目前使用较多的替代物有双酚 S(Bisphenol S,BPS)、双酚 F(Bisphenol F,BPF)、双酚AF(Bisphenol AF,BPAF),但它们的健康效应尚不明确,仍需我们进一步探索。本文使用hMSC模型测定了 BPA、BPS、BPF和BPAF四种双酚类化合物的基础毒性,证实了在低浓度下BPS对hMSC存活率的毒性要大于BPA。在高浓度下,BPAF对hMSC存活率、细胞周期和线粒体膜电位的损伤都高于BPA。因此用它们替代BPA进行大规模生产使用并不是合理的选择。这为这四种双酚类化合物进一步的安全性评估提供了初步的基础理论依据。3.Nano-TiO2由于可以屏蔽紫外线,有良好的分散性和耐性而常应用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域。在现今化学催化反应实验中,还原型nano-TiO2作为催化剂是催化领域的重要发展方向。但在研发、生成和使用过程中,纳米颗粒容易随着呼吸进入人体,这对人体的健康是否会产生影响尚不明确。本实验使用A549细胞模型,模拟了在生产使用氧化型nano-TiO2、还原性nano-TiO2和新材料负载金属铂(Pt)的nano-TiO2时,吸入的纳米颗粒对人肺部细胞的损伤。结果证明了三种纳米材料不会影响A549细胞的存活率,但会产生氧化损伤。这为今后进一步探究新型纳米材料的毒性,解决其研发和生产使用过程中暴露(特别是职业暴露)的安全问题提供了更多的理论参考。