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《Toxicology Research》第四卷第1期论文目录及部分文章简介
【 日期:2015-1-4    发布:中国毒理学会 】




Toxicology Research,01 November 2015, Issue 1, Page 405 to 504
链接:http://pubs.rsc.org/en/Journals/Journal/TX?issueID=TX004001


CONTENTS
Review Articles(综述)

1.An introduction to systems toxicology
系统毒理学介绍
Nick J. Plant
Toxicol. Res., 2015, 4, 9-22 DOI: 10.1039/C4TX00058G

2.Matrix-derived combination effects influencing absorption, distribution, metabolism and excretion (ADME) of food-borne toxic compounds: implications for risk assessment
矩阵衍生组合效应影响食源性毒性化合物的吸收、分布、代谢和排泄:对风险评估的启示
Ivonne M. C. M. Rietjens, Bożena Tyrakowska, Suzanne J. P. L. van den Berg, Ans E. M. F. Soffers and Ans Punt
Toxicol. Res., 2015, 4, 23-35 DOI: 10.1039/C4TX00081A

3.Cellular response to the genotoxic insult: the question of threshold for genotoxic carcinogens
基因毒性损伤的细胞应答:基因致癌物的阈值问题
Helmut Greim and Richard J. Albertini
Toxicol. Res., 2015, 4, 36-45 DOI: 10.1039/C4TX00078A

Papers(论著)
1.New structural alerts for Ames mutagenicity discovered using emerging pattern mining techniques
利用新型模式挖掘技术发现Ames致突变性的新警示结构
Laurence Coquin, Steven J. Canipa, William C. Drewe, Lilia Fisk, Valerie J. Gillet, Mukesh Patel, Jeffrey Plante, Richard J. Sherhod and Jonathan D. Vessey
Toxicol. Res., 2015, 4, 46-56 DOI: 10.1039/C4TX00071D

2.Subchronic cyanide toxicity on male reproductive system of albino rat
氰化物对雄性大白鼠生殖系统的亚慢性毒性研究
Shiddappa M. Shivanoor and Muniswamy David
Toxicol. Res., 2014, 4, 57-64 DOI: 10.1039/C4TX00064A

3.Elevation of the intracellular Zn2+ level by 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one in rat thymocytes: an involvement of a temperature-sensitive Zn2+ pathway
2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮处理大鼠胸腺细胞提高胞内Zn2+水平:温度敏感的Zn2+通路参与调控
Eri Fukunaga, Tomohiro M. Oyama and Yasuo Oyama
Toxicol. Res., 2015, 4, 65-70 DOI: 10.1039/C4TX00060A

4.N-Ethyl-N-nitrosourea-induced transplacental lung tumor development and its control: molecular modulations for tumor susceptibility in a mouse model
N-乙基-N-亚硝基脲胎盘暴露诱导肺癌的发展及控制:小鼠模型中肿瘤易感性的分子调控
Satya Sahay, Daya S. Upadhyay and Krishna P. Gupta
Toxicol. Res., 2015, 4, 71-82
DOI: 10.1039/C4TX00062E

5.Biocompatibility of graphene oxide intravenously administrated in mice—effects of dose, size and exposure protocols
小鼠静脉注射氧化石墨烯的生物相容性——剂量、尺寸及暴露方式的效应
Jia-Hui Liu, Tiancheng Wang, Haifang Wang, Yongen Gu, Yingying Xu, Huan Tang, Guang Jia and Yuanfang Liu
Toxicol. Res., 2015, 4, 83-91 DOI: 10.1039/C4TX00044G

6.Application of human cell transformation assay on assessment of carcinogenic potential of river organic pollutants
人类细胞转化实验在评价河流有机污染物致癌潜力的应用
Xiumei Xing, Xiaowen Zeng, Daochuan Li, Liping Chen, Xiaonian Zhu, Zhini He, Shixin Zhang, Lu Ma, Qing Bai, Zhengbao Zhang, Caixia Liu, Chen Gao, Jie Li, Xin Sun, Yuxin Zheng, Wen Chen and Yongmei Xiao
Toxicol. Res., 2015, 4, 92-98 DOI: 10.1039/C4TX00063C

7.Failure of pesticides to alter migration of cancerous and non-cancerous breast cell lines in vitro
用杀虫剂改变乳腺癌细胞系和非乳腺癌细胞系迁移的体外实验失败
A. M. Jesionowski, S. M. Gabriel, J. D. Rich and J. R. Schroeder
Toxicol. Res., 2015, 4, 99-105 DOI: 10.1039/C4TX00098F

8.Zone analysis by two-dimensional electrophoresis with accelerator mass spectrometry of in vivo protein bindings of idiosyncratic hepatotoxicants troglitazone and flutamide bioactivated in chimeric mice with humanized liver
在人源肝脏嵌合体小鼠中利用双向电泳及加速质谱仪对生物活化的特异质肝脏毒物曲格列酮和氟他米特的体内蛋白结合的区域分析
Hiroshi Yamazaki, Shunji Kuribayashi, Tae Inoue, Tomohiro Honda, Chise Tateno, Ken Oofusa, Shinichi Ninomiya, Toshihiko Ikeda, Takashi Izumi and Toru Horie
Toxicol. Res., 2015, 4, 106-111 DOI: 10.1039/C4TX00068D

9.Prenatal nicotine exposure-induced intrauterine programming alteration increases the susceptibility of high-fat diet-induced non-alcoholic simple fatty liver in female adult offspring rats
胎儿期尼古丁暴露诱导宫内编程改变提高子代成年雌性大鼠因高脂饮食患非酒精性单纯性脂肪肝的易感性
Dan Xu, Jing Bai, Li Zhang, Lang Shen, Linlong Wang, Zhongfen Liu, Liping Xia and Hui Wang
Toxicol. Res., 2015, 4, 112-120 DOI: 10.1039/C4TX00092G

10.Kinetic and density functional theory (DFT) studies of in vitro reactions of acrylamide with the thiols: captopril, L-cysteine, and glutathione
丙烯酰胺与甲巯丙脯酸、L-半胱氨酸和谷胱甘肽等硫醇类物质在体内反应的动力学和密度泛函理论(DFT)研究
Grace-Anne Bent, Paul Maragh, Tara Dasgupta, Richard A. Fairman and Lebert Grierson
Toxicol. Res., 2015, 4, 121-131 DOI: 10.1039/C4TX00070F

11.Palm oil tocotrienol-rich fraction attenuates testicular toxicity induced by fenitrothionvia an oxidative stress mechanism
棕榈油中富含生育三烯酚组分通过氧化应激机制降低杀螟硫磷诱导的睾丸毒性Izatus Shima Taib, Siti Balkis Budin, Ahmad Rohi Ghazali, Putri Ayu Jayusman, Santhana Raj Louis and Jamaludin Mohamed
Toxicol. Res., 2015, 4, 132-142 DOI: 10.1039/C4TX00090K

12.Specific histone modifications regulate the expression of AhR in 16HBE cells exposed to benzo(a)pyrene
特定组蛋白修饰调节苯并(a)芘暴露的16HBE细胞内AhR的表达
Caixia Liu, Xiumei Xing, Liping Chen, Daochuan Li, Qing Bai, Qing Wang, Haohui Yu, Xiaowen Zeng, Qing Wei, Chen Gao, Zhengbao Zhang, Jingmiao Zhang, Zhini He, Lu Ma, Jie Li, Huawei Duan, Yuxin Zheng, Yongmei Xiao and Wen Chen
Toxicol. Res., 2015, 4, 143-151 DOI: 10.1039/C4TX00088A

13.An unexpected increase of toxicity of amino acid-containing ionic liquids
含氨基酸的离子液体毒性意外升高
Ksenia S. Egorova, Marina M. Seitkalieva, Alexandra V. Posvyatenko and Valentine P. Ananikov
Toxicol. Res., 2015, 4, 152-159 DOI: 10.1039/C4TX00079J

14.Interaction of tannic acid with carbon nanotubes: enhancement of dispersibility and biocompatibility
鞣酸和碳纳米管的相互作用:提高其分散性和生物相容性
Xiaoyong Zhang, Meiying Liu, Xiqi Zhang, Fengjie Deng, Cuiying Zhou, Junfeng Hui, Wanyun Liu and Yen Wei
Toxicol. Res., 2015, 4, 160-168 DOI: 10.1039/C4TX00066H

15. Label-free monitoring of the nanoparticle surface modification effects on cellular uptake, trafficking and toxicity
纳米颗粒表面修饰效应对细胞摄取、运输和毒性影响的非标记监测
D. Bartczak, M.-O. Baradez, H. Goenaga-Infante and D. Marshall
Toxicol. Res., 2015, 4, 169-176 DOI: 10.1039/C4TX00105B

部分摘要简介
Review Articles

1. An introduction to systems toxicology
标题:系统毒理学介绍 作者:Nick J. Plant  
摘要:毒理学这门科学是系统的科学。毒理学家致力于了解和预测化学物质对生物系统的损害作用。由于生物系统的复杂性,在药物研发过程中及早预测其对人类的毒性是一个巨大的挑战。在过去的几十年中,人们付出了很多努力利用体外试验,临床前和临床试验来探究化学物质对生物系统的影响。这导致了有关生物系统的大量知识的涌现,尤其是组学层面研究的数据洪流加剧了这一进程。然而,由于缺乏稳健综合的方法整合数据,大量数据并不能用来在单一系统中准确预测毒性,也不能用作生物系统间外推的稳定工具。系统毒理学这一新学科旨在利用系统生物学中发展而来的计算方法,将其运用在毒理学相关问题中。这篇综述将会审视一系列方法,包括从既是组织信息的储存库又是自身筛查工具的关系数据库,到系统毒理学的数字有机体潜能。基础的方法论和它们如何在化学物安全性评价中的运用均会涉及。我们对毒理学数据的综合检测进行了预测,预示了我们理解和预测化学物质损害作用的能力将会逐步提升。

2. Cellular response to the genotoxic insult: the question of threshold for genotoxic carcinogens
标题:基因毒性损伤的细胞应答:基因致癌物的阈值问题
作者:Helmut Greim and Richard J. Albertini 
摘要:维持细胞的完整性对其生理功能的发挥至关重要,而众多内源或环境因素导致的DNA损伤不断威胁着细胞完整性。RNA聚合酶II通过将未受损DNA中储存的遗传信息转录为mRNA来指导核糖体合成特定的蛋白。DNA损伤导致mRNA合成受阻并可能产生不稳定的转录产物和蛋白。DNA损伤可能导致致癌突变。为保护细胞完整性,包括哺乳动物细胞在内的真核细胞通过DNA损伤应答(DDR)等不同机制来保护基因组不受损害。DDR识别DNA损伤并根据受损程度触发不同的反应。DNA轻度损伤通常会通过DNA修复来复原,更加严重或不可修复的DNA损伤会触发诱导细胞死亡程序,如细胞凋亡或坏死。尽管这些防御机制逐渐为人所知,其中关键的和限速的因素及导致损伤效应试剂的剂量反应关系却不得而知。根据毒理学的观点,要接受遗传毒性致癌物阈值的存在,以上信息是必不可少的。通过描述不同细胞防御机制及其调节作用,我们旨在强调这些信息的重要性,并进一步评价遗传毒性致癌物的剂量依赖的阈值的可信度。除了它的科学价值外,更好地理解细胞防御和维持稳态反应的触发在调控上有重要意义。因为科学上可用以预防的遗传毒性致癌物的阈值概念会对识别未观察到有害作用的水平(NOAEL)和推断健康暴露限值提供依据。

论著
1. New structural alerts for Ames mutagenicity discovered using emerging pattern mining techniques
标题:利用新模式挖掘技术发现Ames致突变性的预警新结构
作者:Laurence Coquin, Steven J. Canipa, William C. Drewe, Lilia Fisk, Valerie J. Gillet, Mukesh Patel, Jeffrey Plante, Richard J. Sherhod and Jonathan D. Vessey  
摘要:
新型模式挖掘技术应用于Ames致突变剂的数据集中。这些模式在大量有偏的数据集中生成了化合物集群,而这些来自Derek Nexus专家系统的数据集是用来研发新的致突变性结构警示。(注:Derek Nexus is the expert, knowledge-based software that gives you accurate toxicity predictions quickly and identify potentially toxic chemicals.)

2. Elevation of the intracellular Zn2+ level by 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one in rat thymocytes: an involvement of a temperature-sensitive Zn2+ pathway
标题:2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮处理大鼠胸腺细胞提高胞内Zn2+水平:温度敏感的Zn2+通路参与调控
作者:Eri Fukunaga, Tomohiro M. Oyama and Yasuo Oyama
摘要: 在有降温特性的湿聚乙烯醇毛巾中发现了高含量的抗菌剂2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(OIT)。尽管OIT的不同生物学行为受到人们关注,关于其在细胞内作用的信息仍然有限。在本项研究中,我们用以FluoZin-3为荧光指示剂的流式细胞仪检测了OIT对大鼠胸腺细胞中Zn2+水平的影响,也对OIT的细胞毒性进行了评价。OIT (1–3 μM)显著增加了FluoZin-3的荧光强度。去除胞外的Zn2+几乎完全抑制了OIT诱导的FluoZin-3荧光强度的增加。此外,OIT诱导的FluoZin-3荧光强度的增加在低温下减弱。OIT对FluoZin-3荧光强度的影响取决于Zn2+的跨膜梯度。基于我们的数据得出OIT激活温度敏感的双向Zn2+通路,从而导致胞内Zn2+水平的改变。需要着重注意的是,这些改变取决于Zn2+的跨膜梯度。以上结果可以使我们更加深入地了解OIT的细胞毒性,因为Zn2+在细胞功能的发挥过程中有重要的生理和病理学作用。

3. Biocompatibility of graphene oxide intravenously administrated in mice—effects of dose, size and exposure protocols
标题:小鼠静脉注射氧化石墨烯的生物相容性——剂量、尺寸及暴露方式的效应
作者:Jia-Hui Liu, Tiancheng Wang, Haifang Wang, Yongen Gu, Yingying Xu, Huan Tang, Guang Jia and Yuanfang Liu  
摘要:氧化石墨烯(GO)在体内药物运输系统和临床应用方面大有潜力。然而,一些报道指出GO有体内毒性。本文研究指出小鼠静脉注射暴露于GO的毒性效应可以被GO的剂量、尺寸和暴露方式所改变。单次暴露于2.1 mg kg−1(单次高剂量暴露)的小尺寸GO或大尺寸的GO导致小鼠肺巨噬细胞结节的形成。7次重复暴露于0.3 mg kg−1(多次低剂量暴露)的大尺寸GO也诱导小巨噬细胞结节的形成、淋巴细胞在小鼠肺部细支气管周围的严重浸润,甚至造成小鼠死亡。多次低剂量暴露于大尺寸GO也可引起肾脏的炎症反应。然而,多次低剂量的小尺寸GO暴露没有观察到明显的肺部毒性却引起了肝脏的炎性浸润。利用拉曼成像(Raman mapping)验证了GO 在巨噬细胞结节中的聚集现象。这些发现会对将来GO的应用,尤其是在生物医学领域的应用提供帮助。

4. Application of human cell transformation assay on assessment of carcinogenic potential of river organic pollutants
标题:人类细胞转化实验在评价河流有机污染物致癌潜力的应用
作者:Xiumei Xing, Xiaowen Zeng, Daochuan Li, Liping Chen, Xiaonian Zhu, Zhini He, Shixin Zhang, Lu Ma, Qing Bai, Zhengbao Zhang, Caixia Liu, Chen Gao, Jie Li, Xin Sun, Yuxin Zheng, Wen Chen and Yongmei Xiao  
摘要:评价环境中复杂混合物致癌潜力的方法有待发展。本文利用一项人类细胞转化实验来评估水体污染物中有机提取物的致癌潜力。水体污染物取自流经中国河南省淮河流域的主要支流之一,贾鲁河(S1)。过去的三十年内贾鲁河流域消化道肿瘤的发病率急剧上升。此外,我们从当地两例肝癌患者家中的水井里采集了水样。两口水井相距1km(S2),与S1相距20km(S3)。我们利用亲水-亲油平衡固相柱提取有机化合物并将其组分溶于DMSO。用每种提取物处理人类肝永生细胞(HL-7702)并测量其细胞毒性。细胞用每一种提取物处理过,并定期检验细胞转化效率。给免疫缺陷小鼠皮下注射上述处理后的细胞来验证细胞恶性转化是否成功。样本S1,S2,S3的恶性转化的潜伏期分别是14,14和16周,每毫升介质施以最低浓度为1.0, 0.5和2.0μL的提取物。提取物分别从10,50,200ml的水源中浓缩得到。此外,我们利用GC-SM在有机提取物中分析了16种多环芳烃,发现所有水样中均出现了13种组分。我们的研究表明,人类细胞转化实验可成为评估环境污染物中混合物致癌潜力的潜在工具。

5. Zone analysis by two-dimensional electrophoresis with accelerator mass spectrometry of in vivo protein bindings of idiosyncratic hepatotoxicants troglitazone and flutamide bioactivated in chimeric mice with humanized liver
标题:在人源肝脏嵌合体小鼠中利用双向电泳及加速质谱仪对生物活化的特异质肝脏毒物曲格列酮和氟他米特的体内蛋白结合的区域分析
作者:Hiroshi Yamazaki, Shunji Kuribayashi, Tae Inoue, Tomohiro Honda, Chise Tateno, Ken Oofusa, Shinichi Ninomiya, Toshihiko Ikeda, Takashi Izumi and Toru Horie  
摘要:利用双向电泳和加速质谱仪分析发现在人源肝脏嵌合体小鼠体内生物激活的用放射性标记的曲格列酮和氟他米特(均为已知的人类肝脏毒物)非特异性结合于各种肝内微粒体和胞浆蛋白。不同于放射性标记的地西泮(肝毒性很小)和之前报道的5-正丁基-吡唑[1,5-a]并吡嗪(有限的肝毒性),一些曲格列酮和氟他米特结合蛋白定位于区域分析的右上方,表示高共价结合程度和高靶蛋白浓度。在众多肝微粒体蛋白结合区中,曲格列酮和氟他米特的最强共价结合的靶蛋白分别是17β-羟化类固醇脱氢酶和3β-羟化类固醇脱氢酶。曲格列酮和氟他米特活化为活性代谢产物并明确结合于人源肝脏嵌合体小鼠肝脏的不同靶蛋白。在现有条件下曲格列酮的最高共价结合程度高于氟他米特。这些结果表明,将人源肝脏调节的药物代谢过程(导致体内结合)与共价结合强度/靶蛋白浓度数据的区域分析结合会成为评价药物非特异性蛋白结合过程和潜在的人类肝脏毒性的良好工具。因此,通过检测新药蛋白结合数据是否与高共价结合/高蛋白浓度区域的反相关关系或现有数据集存在偏差,可能是评价潜在肝毒性的重要理念。

6. Prenatal nicotine exposure-induced intrauterine programming alteration increases the susceptibility of high-fat diet-induced non-alcoholic simple fatty liver in female adult offspring rats
标题:胎儿期尼古丁暴露诱导宫内编程改变提高子代成年雌性大鼠因高脂饮食患非酒精性单纯性脂肪肝的易感性
作者:Dan Xu, Jing Bai, Li Zhang, Lang Shen, Linlong Wang, Zhongfen Liu, Liping Xia and Hui Wang 
摘要:以往研究表明胎儿宫内发育迟缓(IUGR)的胎儿对成年代谢综合征(MS)有高易感性。非酒精性单纯性脂肪肝(NAFL)被认作是MS在肝脏的表现。在本研究中我们评估了子代成年雌性IUGR大鼠高脂饮食导致NAFL的易感性,IUGR由胚胎期尼古丁暴露导致。我们进一步探究了这种现象潜藏的宫内编程机制。IUGR大鼠模型通过胚胎期暴露于尼古丁(2 mg kg−1 d−1)得到。用正常或高脂饮食饲喂的胎儿或成年雌鼠并收集其肝组织。尼古丁暴露组的成年子代雌鼠表现出低出生体重和产后追赶性生长,一些在高脂饮食下表现出NAFL。此外,我们观察到参与肝脏胰岛素样生长因子(IGF1)途径的基因表达增加、糖异生和脂类合成,脂类排出的基因表达减少伴有血清甘油三酯的提高。尼古丁暴露组的雌性胎儿表现出肝脏IGF1通路的下调,并且和成年鼠一样表现出糖异生和脂类合成以及脂类排出的基因表达减少。本研究表明,胚胎暴露于尼古丁的后代雌鼠对高脂饮食导致的NAFL的高易感性这一现象的宫内起源最可能受“两种宫内编程作用”调节。第一个是糖皮质激素-IGF1轴编程导致产后追赶性生长,从而引起糖类和脂类的代谢紊乱,最终导致成年NAFL易感性的增加。第二个是肝脏糖类脂类代谢编程促进肝脏脂肪生成并减少了脂质氧化从而促进了NAFL的发生。

7. Interaction of tannic acid with carbon nanotubes: enhancement of dispersibility and biocompatibility
标题:鞣酸和碳纳米管的相互作用:提高其分散性和生物相容性
作者:Xiaoyong Zhang, Meiying Liu, Xiqi Zhang, Fengjie Deng, Cuiying Zhou, Junfeng Hui, Wanyun Liu and Yen Wei
摘要:人工制造的纳米材料与环境生物系统的相互作用已成为人们长期关注的热点议题。本文研究了广泛存在于环境中的有机材料(鞣酸TA)在碳纳米管(CNTs)的吸收作用。CNT特性和pH值对CNTs对TA吸附能力的影响也进行了评估。我们的结果表明,CNTs的吸附性能与其比表面积呈正相关。此外,TA能有效提升CNTs的水分散性并减少其细胞毒性。研究表明TA能影响人工制造的纳米材料的环境行为和生物应答。这提示我们当评估碳纳米管对环境的影响时,我们应更加注意碳纳米管协同作用的毒性。

8. Label-free monitoring of the nanoparticle surface modification effects on cellular uptake, trafficking and toxicity
标题:纳米颗粒表面修饰效应对细胞摄取、运输和毒性影响的非标记监测
作者:D. Bartczak, M.-O. Baradez, H. Goenaga-Infante and D. Marshall
摘要:
通过增加有机配体或生物分子来改变纳米颗粒(NP)的表面功能是减少其潜在毒性的常用方法。然而,理解表面修饰是怎样改变NP在生物基质中的作用行为机制仍是复杂的挑战。通过必需的样本预处理可加剧这一过程,从而使NP性质的限制条件得以改变,但预处理仍然被大多数现有理化性质技术所采用。本研究采用了非标记动力学测量方法对生物基质内的NP尺寸,电荷和毒性进行测量,从而探究精心组建的NP表面是如何通过细胞摄取粒子的速率来显著影响其毒性特征的。我们也研究了用蛋白覆盖NP是如何改变其细胞摄取通路和胞内运输的,并了解到胞内体酸化是一种重要的细胞防御机制。通过其他常用技术的支持得到本次研究的结果。结果强调了NP表面化学性质和其生物活性的协同作用。这一结果可促进生产更安全的纳米产品的研发进程。

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