分会

第三十四分会：环境化学

摘要

环境介质和农副产品中残留的新烟碱类化学品对环境和人类存在极大的健康风险，该类化学品通过干扰神经元的正常发育诱发神经毒性，然而，新烟碱类化学品对人体健康的神经毒性及其构-效关系尚未阐明。本研究选择四种代表性新烟碱类化学品，联合采用人神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y）实验和计算毒理学方法，从细胞、分子和原子尺度探究神经元乙酰胆碱酯酶（AChE）介导的新烟碱类化学品的神经毒性，并澄清构-效关系。研究结果显示，吡虫啉（IMI）、噻虫胺（CLO）、噻虫啉（THI）、啶虫脒（ACE）均能对SH-SY5Y胞内AChE活性产生显著抑制（Fig. 1），IC50值分别是1.46 mM、2.48 mM、2.96 mM、4.02 mM。神经毒性作用模式研究表明，AChE与四种新烟碱类化学品的毒性作用存在明显差别，IMI对AChE的抑制效应和毒性最强，这与SH-SY5Y细胞实验结果相匹配。神经毒性差别的本质，源自四种化学品的功能性基团与AChE的非共价作用模式（神经毒性机制）的差别。动态毒性作用的研究结果说明，包含硝基官能团的IMI和CLO对AChE构象柔性的扰动明显强于THI和ACE，而这是IMI和CLO与AChE的非共价作用强度在动态过程中呈现增强趋势，进而影响其生物功能，最终对人体健康产生负面影响。基于构-效关系分析，我们发现分子结构差别（不同官能团）将显著影响AChE对新烟碱类化学品的毒性作用强度，主要归因于不同官能团对AChE构象变化的干预程度和能量贡献的差别。显而易见，本研究能够为综合评估新烟碱类化学品及其结构类似物对人体健康的潜在危害提供理论和实验依据。

关键词

新烟碱类化学品；SH-SY5Y细胞；神经毒性；构-效关系；计算毒理学

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