南京大学

2014

微囊藻毒素(简称MCs)是淡水蓝藻产生的、有多种生物毒性的次生代谢物。MCs化学结构稳定、可对水体产生长期持续污染,严重危害生态环境及人类健康。本项目以太湖为研究核心、开展了十余年系统研究。首次建立了MCs多尺度、快速、准确监测分析技术新体系,并成功用于太湖等水源MCs的动态监测;深入、全面地揭示了MCs的毒理效应与机制;首次完成了太湖地区人群MCs暴露的流行病学分析,取得了系列原创性成果,产生了重要的社会影响,获得国际同行的高度关注和引用,本项目开发的技术与研究结果已为WHO引用,并用于制订我国水质国家标准。本项目在如下三方面取得创新和突破： (1) 微囊藻毒素多尺度快速分析技术体系的建立： 采用多学科交叉融合、联合攻关,突破了国内外单一学科方法检测MCs的局限,建立了多尺度的MCs实时快速监测技术体系。该技术体系包括新型酶联免疫检测方法、MCs毒素合成酶检测、纳米电化学免疫传感器、酵母三杂交检测技术、时间分辨免疫荧光法、化学发光免疫法、表面离子共振传感器等多学科技术方法。这些技术已成功用于江苏太湖、云南滇池等水源的MCs污染水平分析鉴定,并据此制订了我国“水中微囊藻毒素的检测”国家标准(GB/T 20466-2006)。 (2) MCs的毒理效应与机制：在宏观水平上,本项目在完成以梅梁湾为代表的太湖蓝藻水华动态分析、水华相关MCs在水柱、底泥及水生生物体内的来源、分布、迁移、归宿的评价基础上,获得了MCs对饮用水、水产品的毒性效应结果,提出了食用安全性评价标准。在微观水平上,在解析MCs影响细胞信号的功能性分子网络基础上,首次提出MCs诱导肝细胞凋亡的肝毒理学新机制。基于分子识别技术,发现MCs氧化毒理的新分子靶点-肝脏乙醛脱氢霉2(ALDH2),首次揭示了MC诱导肝组织内高氧化胁迫的分子基础,在多细胞体系中鉴定了毒素靶分子为PP2A C亚基,阐明了MCs毒性效应的分子基础。研究成果深入、系统地揭示了MCs毒性作用的宏观及微观机制,为MCs危害的治疗及预后提供了重要指导。 (3) 微囊藻毒素的人群流行病分析：早在1990年代前瞻性地预警了太湖微囊藻毒素的产生规律,首次在太湖水域开展了人群MCs暴露的流行病学调查。水域调查范围覆盖太湖水源水、出厂水、末稍水、河水、塘水、浅井水、深井水,发现太湖水域MCs污染严重,鱼类MCs阳性率高达100%。MCs对人群健康的危害在本地区已表现出严重的水链状污染,即饮用水-湖中生物-动物的链状危险确己存在,MCs暴露等级与男性消化道肿瘤特别是胃癌死亡率正相关。,研究结果不仅MCs危害做出了预警,且对太湖流域的环境污染治理提供了指导。