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碘系消毒副产物是近年来在饮用水中发现的一类新的未受控消毒副产物,已知碘系消毒副产物在水中含量处于纳克至微克水平,然而其毒性极大,其中碘乙酸(Iodoaceticacid,IAA)的细胞毒性、遗传毒性及潜在致癌性均远远强于相应的氯系和溴系消毒副产物[1,2]。近年来众学者的研究热点从饮用水消毒副产物的细胞毒性、遗传毒性及潜在致癌性逐渐转移到内分泌干扰作用方面。饮用水消毒副产物具有内分泌干扰效应[3,4],其中消毒副产物的甲状腺干扰效应被认为是引起内分泌系统异常的潜在影响因素之一。前期研究表明IAA可能具有甲状腺干扰效应,然而目前仍缺乏对IAA的甲状腺干扰效应进行系统评估。故本研究通过体内体外试验对IAA的甲状腺干扰效应进行初步探究,以期为IAA的健康风险评估和有效管控,及饮用水水质国家标准的制定提供科学依据。1碘乙酸甲状腺干扰效应的体内试验研究目的:通过大鼠28天连续经口灌胃染毒受试物,对IAA甲状腺内分泌干扰效应进行评估。方法:先采用霍恩氏法急性毒性试验确定SD大鼠经口染毒IAA的半数致死剂量(LD50),按1 ml/100g·bw的体积分别给SD大鼠进行46.4、21.5、10.0、4.64 mg/ml的IAA灌胃染毒,染毒后观察2周,记录大鼠中毒的表现,根据动物死亡情况计算LD50。继而参考经济合作与发展组织推荐试验指南407进行大鼠28天连续经口灌胃染毒,分别以0、6、12、24mg/kg.bwIAA给大鼠进行灌胃染毒,连续染毒28天。末次染毒24h后处死大鼠,对大鼠体重及脏器重量等一般情况进行测定;对大鼠肝功能进行检查;检测甲状腺相关功能基因TRs、Dios、NIS、TSHR、Tg、TPO的mRNA及蛋白表达水平;检测大鼠血清TSH、TRH、Tg、TPO蛋白表达水平;检测大鼠血清TT3、TT4、FT3、FT4激素水平;对大鼠甲状腺相关功能器官进行组织病理学检查。结果:1、急性毒性试验结果显示,雄性大鼠LD50为126 mg/kg·bw,95%可信限:92.6～171.0mg/kg·bw;雌性大鼠 LD50为 147mg/kg-bw,95%可信限:95.1～227.0 mg/kg·bw。2、IAA各剂量染毒组雌雄大鼠体重与对照组相比均无统计学差异(P>0.05)。IAA 12 mg/kg.bw和24 mg/kg·bw剂量染毒组雄性大鼠肝体比与对照组相比均降低(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雄性大鼠甲状腺体比与对照组相比均无统计学差异(P>0.05)。IAA各剂量染毒组雌性大鼠肝体比、甲状腺体比与对照组相比均无统计学差异(P>0.05)。3、IAA 6 mg/kg·bw剂量染毒组雄性大鼠天门冬氨酸氨基转移酶浓度、谷草/谷丙比值与对照组相比具有统计学差异(P<0.05)。IAA24mg/kg·bw剂量染毒组雄性大鼠总蛋白、球蛋白、白蛋白/球蛋白、碱性磷酸酶浓度与对照组相比均具有统计学差异(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雄性大鼠总胆红素、白蛋白、丙氨酸氨基转移酶浓度与对照组相比均无统计学差异(P>0.05)。IAA24mg/kg·bw剂量染毒组雌性大鼠球蛋白浓度、白蛋白/球蛋白与对照组相比具有统计学差异(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雌性大鼠丙氨酸及天门冬氨酸氨基转移酶浓度与对照组相比均具有统计学差异(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雌性大鼠总胆红素、总蛋白、白蛋白、谷草/谷丙比值、碱性磷酸酶浓度与对照组相比均无统计学差异(P>0.05)。4、IAA 12 mg/kg·bw剂量染毒组雄性大鼠肝组织中thra基因mRNA表达量与对照组相比降低(P<0.05)。IAA24mg/kg·bw剂量染毒组雄性大鼠肝组织中thrb基因mRNA表达量与对照组相比升高(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雄性大鼠肝组织中Dio1基因mRNA表达量与对照组相比均升高(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雄性大鼠肝组织Dio3基因mRNA表达量与对照组相比无统计学差异(P>0.05)。IAA6mg/kg·bw剂量染毒组雌性大鼠肝组织中thra基因mRNA表达量与对照组相比升高(P<0.05)。IAA 6 mg/kg.bw和12mg/kg.bw剂量染毒组雌性大鼠肝组织中Dio1基因mRNA表达量与对照组相比均升高(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雌性大鼠肝组织thrb和Dio3基因mRNA表达量与对照组相比均无统计学差异(P>0.05)。IAA各剂量染毒组雄性大鼠甲状腺组织中NIS基因mRNA表达量与对照组相比均降低(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雄性大鼠甲状腺组织TSHR基因mRNA表达量与对照组相比无统计学差异(P>0.05)。IAA 12 mg/kg·bw和24 mg/kg·bw剂量染毒组雄性大鼠甲状腺组织中Dio1基因mRNA表达量与对照组相比均降低(P<0.05)。IAA 12 mg/kg.bw剂量染毒组雄性大鼠甲状腺组织中Tg、TPO基因mRNA表达量与对照组相比均升高(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雌性大鼠甲状腺组织中NIS基因mRNA表达量与对照组相比均降低(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雌性大鼠甲状腺组织TSHR、Tg、TPO基因mRNA表达量与对照组相比均无统计学差异(P>0.05)。IAA 12 mg/kg·bw和24 mg/kg·bw剂量染毒组雌性大鼠甲状腺组织中Dio1基因mRNA表达量与对照组相比均降低(P<0.05)。5、IAA各剂量染毒组雌雄大鼠甲状腺组织中NIS蛋白和TSHR蛋白表达水平与对照组相比均降低(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雌雄大鼠甲状腺组织Tg和TPO蛋白表达水平与对照组相比无统计学差异(P>0.05)。6、IAA 12 mg/kg·bw和24 mg/kg·bw剂量染毒组雄性大鼠血清TSH、Tg、TPO浓度与对照组相比均升高(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雄性大鼠血清TRH水平与对照组相比无统计学差异(P>0.05)。IAA各剂量染毒组雌性大鼠血清TSH水平与对照组相比无统计学差异(P>0.05)。IAA 6 mg/kg·bw剂量染毒组雌性大鼠血清TRH浓度与对照组相比降低(P<0.05)。IAA 12 mg/kg·bw和IAA 24 mg/kg.bw剂量染毒组雌性大鼠血清Tg、TPO浓度与对照组相比均升高(P<0.05)。7、IAA各剂量染毒组雄性大鼠血清TT3、TT4、FT3、FT4水平与对照组相比均无统计学差异(P>0.05)。IAA24mg/kg·bw剂量染毒组雌性大鼠血清TT3浓度与对照组相比降低(P<0.05)。IAA各剂量染毒组雌性大鼠血清TT4浓度与对照组相比均升高(P<0.05)。IAA12mg/kg·bw剂量染毒组雌性大鼠血清FT4浓度与对照组相比也升高(P<0.05)。8、IAA各剂量染毒组雌雄大鼠肝脏组织病理学可见轻微肝细胞水肿,甲状腺组织病理学可见滤泡上皮细胞复层化、淋巴细胞侵润等改变。结论:IAA可引起雄性大鼠肝体比明显降低,肝功能检测结果表明IAA可导致大鼠肝功能损害,IAA可通过损害肝脏进而影响甲状腺内分泌作用。IAA可下调雌雄大鼠甲状腺组织NIS基因mRNA及蛋白表达水平,从而影响大鼠血清TH循环水平。IAA可导致雌雄大鼠甲状腺组织Dio1基因mRNA表达量降低,造成T3循环阻滞。IAA还可引起雄性大鼠甲状腺组织Tg、TPO基因mRNA表达量及雌雄大鼠血清Tg、TPO浓度改变,直接影响TH合成。IAA可引起雄性大鼠血清TSH浓度升高及雌性大鼠血清TT3、TT4浓度改变,干扰TH的正常水平及合成功能。IAA可导致雌雄大鼠甲状腺病变。体内试验表明,IAA具有甲状腺干扰效应。2碘乙酸甲状腺干扰效应的体外试验研究目的:采用GH3细胞增殖试验研究IAA对甲状腺激素T3的干扰效应。方法:采用CCK-8细胞增殖试验确定T3最佳增殖浓度和IAA染毒剂量范围、继而再通过CCK-8试验测定T3与IAA共同染毒对GH3细胞增殖的影响。结果:1 nM T3能够诱导相对于溶剂对照3.8倍的GH3细胞的表达,IAA终浓度为11 μM时GH3细胞存活率低于80%。1 nM T3分别与3-10 μM IAA共同对GH3细胞进行染毒,IAA浓度≥3μμM时,即可抑制1nMT3诱导的GH3细胞增殖。结论:IAA能抑制甲状腺激素T3的活性。