Toxicitatea și efectele multigenerationale ale expunerii la bisfenol S la Caenorhabditis elegans asupra
Xiang Xiao
o Școală de Inginerie Alimentară și Biologică, Universitatea Jiangsu, Zhenjiang 212013, PR China. E-mail: nc.ude.sju@2102hxz; Fax: + 86-511-88797201; Tel: + 86-511-88797202
Xiaowei Zhang
o Școală de Inginerie Alimentară și Biologică, Universitatea Jiangsu, Zhenjiang 212013, PR China. E-mail: nc.ude.sju@2102hxz; Fax: + 86-511-88797201; Tel: + 86-511-88797202
Caiqin Zhang
o Școală de Inginerie Alimentară și Biologică, Universitatea Jiangsu, Zhenjiang 212013, PR China. E-mail: nc.ude.sju@2102hxz; Fax: + 86-511-88797201; Tel: + 86-511-88797202
Jie Li
o Școală de Inginerie Alimentară și Biologică, Universitatea Jiangsu, Zhenjiang 212013, PR China. E-mail: nc.ude.sju@2102hxz; Fax: + 86-511-88797201; Tel: + 86-511-88797202
Yansheng Zhao
o Școală de Inginerie Alimentară și Biologică, Universitatea Jiangsu, Zhenjiang 212013, PR China. E-mail: nc.ude.sju@2102hxz; Fax: + 86-511-88797201; Tel: + 86-511-88797202
Ying Zhu
o Școală de Inginerie Alimentară și Biologică, Universitatea Jiangsu, Zhenjiang 212013, PR China. E-mail: nc.ude.sju@2102hxz; Fax: + 86-511-88797201; Tel: + 86-511-88797202
Jiayan Zhang
o Școală de Inginerie Alimentară și Biologică, Universitatea Jiangsu, Zhenjiang 212013, PR China. E-mail: nc.ude.sju@2102hxz; Fax: + 86-511-88797201; Tel: + 86-511-88797202
Xinghua Zhou
o Școală de Inginerie Alimentară și Biologică, Universitatea Jiangsu, Zhenjiang 212013, PR China. E-mail: nc.ude.sju@2102hxz; Fax: + 86-511-88797201; Tel: + 86-511-88797202
Date asociate
Abstract
Bisfenolul A (BPA) este un perturbator endocrin tipic. Bisfenolul S (BPS) a fost utilizat pe scară largă ca înlocuitor pentru diverse materiale plastice datorită aplicării limitate a BPA. Cu toate acestea, nu înseamnă că BPS este un înlocuitor sigur din cauza lipsei unei evaluări eficiente a BPS. În acest studiu, modelul clinic al Caenorhabditis elegans (C. elegans) a fost utilizat pentru a studia efectele BPS asupra comportamentului de locomoție, creșterea, reproducerea, durata de viață și sistemul antioxidant. Studiul nostru a constatat că C. elegans expus la 0,01 μM BPS ar fi putut inhiba în mod semnificativ comportamentul și creșterea locomoției, precum și sistemele reproductive și antioxidante deteriorate și durata de viață. Este interesant de observat că, în studiile de expunere multi-generaționale, am constatat că BPS prezintă genotoxicitate complexă. Odată cu transmiterea către descendenți, BPS a arătat o inhibare mai semnificativă a loviturilor capului nematodului, în timp ce efectul asupra corpului se îndoaie și lungimea corpului a fost slăbit treptat. Efectul BPS asupra dimensiunii puietului prezintă reguli diferite în funcție de concentrații diferite și de descendenți. Prin urmare, siguranța BPS necesită în continuare evaluări suplimentare, în special genotoxicitatea multi-generațională.
1. Introducere
Bisfenolul A (BPA), un produs chimic care afectează endocrinul, a fost utilizat pe scară largă în sinteza policarbonatelor și rășinii epoxidice.1-3 BPA este suspectată să afecteze o varietate de funcții fiziologice și să fie asociată cu multe boli umane, cum ar fi diabetul, obezitate, tulburări de reproducere, boli cardiovasculare, malformații congenitale și cancer de sân.4-6 Întrucât dovezi în creștere au arătat efectele negative ale BPA asupra sănătății umane, s-a solicitat eliminarea din produsele de consum.7 Încă din 2009, Canada a fost prima care a interzis utilizarea BPA în produsele pentru bebeluși și bebeluși. Statele Unite (2010), Uniunea Europeană (2011) și China (2011) au urmat exemplul. Franța a început chiar să interzică utilizarea bisfenolului A în materialele de ambalare a alimentelor în 2015-8-10
Studiile au arătat că BPS are proprietăți de estrogen, antiandrogen și hormon anti-tiroidian, care pot afecta în mod negativ sistemul reproductiv, sistemul endocrin și sistemul nervos al C. elegans și al oamenilor și pot provoca stres oxidativ.7 Ullah și colab. a arătat că BPS a cauzat o creștere semnificativă a speciilor reactive de oxigen și peroxidarea lipidelor la testicul de șobolan, în timp ce activitatea enzimei antioxidante și conținutul de proteine au fost semnificativ reduse.26 În mod similar, concentrațiile de testosteron în plasmă și testicul sunt, de asemenea, reduse. Împreună cu modificarea activității sistemului antioxidant și inducerea fragmentării ADN in vitro, BPS a dus la o scădere a producției zilnice de spermă și la deteriorarea semnificativă a ADN-ului in vivo.27,28 Studii recente au arătat că BPS ar putea provoca toxicitate asupra dezvoltării, dezechilibru hormonal și reproducere eșec la peștii zebra adulți.29,30 Expunerea embrionilor F1 la BPS a dus la o eclozare mai scăzută și la rate crescute de malformație comparativ cu cei fără expunere la BPS. sinaptogeneza timpurie și reglarea necorespunzătoare a creierului mai târziu în dezvoltare.32
Odată cu creșterea utilizării BPS, ființele umane au fost expuse în mod constant la un mediu cu BPS, care se dovedește a fi nebeneficient. Există multe indicații că BPS a devenit o „substituție regretabilă”. În comparație cu BPA, BPS are o stabilitate termică mai mare, o permeabilitate mai puternică a pielii și o absorbție mai bună și poate provoca o povară mai mare asupra corpului uman.22,33-35 În prezent, toxicologia BPS nu a fost studiată complet înainte de aplicare, astfel încât siguranța BPS a primit din ce în ce mai multă atenție, în special efectul de toxicitate scăzută al BPS. În acest studiu, BPS a fost expus la C. elegans pentru a studia efectele sale asupra comportamentului de locomoție, creștere, reproducere, durată de viață și stres oxidativ. Efectele genotoxice ale BPS au fost studiate prin expunere multi-generațională. Comparativ cu alte organisme model, C. elegans are avantajele dimensiunilor mici, capacității reproductive puternice, cultivării ușoare și costului redus. elegans este unul dintre modelele clasice de organisme în evaluarea toxicologică, care este sensibil la compușii exogeni. Obiectivul studiului actual este de a evalua mai cuprinzător toxicitatea BPS.
2. Materiale și metode
2.1. Reactivi și tulpini
BPS (puritate ≥ 98%) a fost achiziționat de la Sigma-Aldrich. BPS a fost dizolvat în etanol absolut și s-au obținut diferite soluții originale de BPS. Soluțiile originale BPS au fost diluate la 0,001, 0,01, 0,1, 1, 10 și 100 μM cu tampon M9 înainte de expunere. Toate concentrațiile absolute de etanol au fost 0,1% în soluțiile finale de BPS. C. elegans expuși la 0,1% etanol absolut în tampon M9 au servit drept martor, cunoscut sub numele de doză netoxică de etanol absolut.
Nematodele utilizate în prezentul studiu au fost N2 de tip sălbatic, obținute inițial de la Centrul Genetic Caenorhabditis (CGC). Nematodele au fost menținute pe plăci cu mediu de creștere a nematodelor (NGM) însămânțate cu Escherichia coli OP50 la 20 ° C așa cum este descris în ref. 37. Nematodele Gravid au fost lizate cu un amestec de albire (1 M NaOH, 10% NaHOCl) pentru a obține o populație sincronizată în funcție de vârstă de larve L1. C. elegans a fost expus la BPS din larvele L4 timp de 24 de ore. Pe durata expunerii, soluțiile BPS au fost stabile. Deși nu putem garanta absorbția adecvată a SPB de către nematode, studiul anterior a demonstrat că această cale de expunere pentru administrarea medicamentului a fost eficientă în nematode. dismutază (SOD) și specii de oxigen reactiv intestinal (ROS) ca puncte finale.