全氟化合物的隐藏危机:混合物如何影响神经发育?

文摘   2024-09-19 08:05   四川  
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PFAS热点研究早知道


第一作者:Karla M. Ríos-Bonilla


通讯作者:Beate I. Escher



中文标题:全氟烷基物质混合物 (PFAS) 在环境和人体血液浓度下的神经毒性作用.

英文标题:Neurotoxic Effects of Mixtures of Perfluoroalkyl Substances (PFAS) at Environmental and Human Blood Concentrations.

摘要详文

全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 可能会导致各种有害的健康影响。流行病学研究表明,PFAS 暴露与不良神经发育结果之间存在关联。在通常观察到的浓度下测试了多达 12 种 PFAS 的细胞毒性、神经毒性和线粒体毒性,其中包括全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐、6:2 氟调聚物磺酸 (6:2 FTSA) 和六氟环氧丙烷二聚酸 (HPFO-DA)使用高通量体外测定在环境(例如废水、生物固体)和人体血液中进行检测。所有单个 PFAS 的细胞毒性被归类为基线毒性,存在基于生物膜脂质和水之间 PFAS 分配常数的预测模型。在任何测试的 PFAS 的细胞毒性浓度以下,均未观察到线粒体膜电位的抑制和氧化应激反应的激活。所有混合物组分和设计的混合物在接近或低于细胞毒性的浓度下抑制来自SH-SY5Y细胞系的分化神经元细胞中的神经突生长。所有设计的混合物均按照低效应浓度添加和细胞毒性和神经毒性浓度水平发挥作用。混合物效应可以从实验单一化合物的浓度响应曲线中预测。这些发现对于 PFAS 混合物风险评估具有重要意义。

图文摘要


图文速览

图 1. 研究设计。分化后的 SH-SY5Y 和 AREc32 细胞暴露于单一 PFAS 以及几种代表性 PFAS 混合物和生物固体样品提取物。



图 2. 预测基线毒性 IC10、基线和测量的细胞毒性 IC10 对 (a) AREc32 细胞和 (b) SH-SY5Y 细胞的比较。(c) 分化 SH-SY5Y 细胞中测量的细胞毒性 IC10 和神经突生长抑制 EC10 的比较。


图 3. 环境混合物 (envmix):比较各个 PFAS i 对混合物中分数 (pi ) 的贡献、它们与 PFOA 相比的相对效应效力 (REPi = IC10,PFOA/IC10,i 或 EC10,PFOA/EC10,i) 以及它们对混合物毒性的贡献 (Toxi , eq 13)。(A) AREc32 中的细胞毒性,(B) SH-SY5Y 中的细胞毒性,(C) SH-SY5Y 中的神经突生长抑制。


图 4. 血液混合物 (bloodmix):比较各个 PFAS 对混合物中分数的贡献 (pi)、它们与 PFOA 相比的相对效应效力 (REPi = IC10,PFOA/IC10,i 或 EC10,PFOA/EC10,i) 以及它们对混合物毒性的贡献 (Toxi , eq 13)。(A) AREc32 中的细胞毒性,(B) SH-SY5Y 中的细胞毒性,(C) SH-SY5Y 中的神经突生长抑制 (NOI)。

主要发现

本研究首次系统评估了PFAS混合物在环境和人体暴露下的神经毒性作用。通过对12种常见PFAS进行的高通量体外筛选,研究发现这些PFAS不仅在单独暴露时具有细胞毒性和神经毒性,在混合物中也表现出相加效应,且该效应可以通过浓度加和模型进行预测。特别是,当PFAS混合物浓度接近或低于细胞毒性阈值时,神经突延伸受到显著抑制,显示出对神经发育的潜在影响。此外,实验结果表明,PFAS对线粒体的影响主要是通过细胞毒性间接导致的,而不是直接引发线粒体功能障碍。这一研究为PFAS的风险评估提供了新的数据支持,尤其是考虑到环境中的PFAS往往以混合物形式存在,对这些混合物的毒性评估至关重要。


文章DOI:10.1021/acs.est.4c06017
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