中科院生态环境研究中心朱本占研究员加入创推
- 2009-08-20 11:21
博士,研究员,博士生导师,1989年获中科院兰州化物所硕士学位,1999年获以色列希伯莱大学-哈达萨医学院(Hebrew University in Jerusalem – Hadassah Medical School)生物化学博士学位。1999年7月在美国Linus Pauling Institute进行博士后研究,2002年7月升为高级研究助教授。2006年入选中科院“百人计划”, 现任生态环境研究中心创新研究员。主要从事自由基、过渡金属离子与天然抗氧化剂化学、生物化学及毒理学,复合环境污染物协同毒性机理的研究,进行了一些开创性的研究工作。已在国际著名科学期刊发表二十余篇论文。作为主申请人曾获得美国健康研究院基金资助,作为主发明人之一获得一项美国专利。曾获得联合国教科文组织(UNESCO)、欧洲毒理学会等组织的资助和奖励。
主要研究成果:
一、发现一类新型羟基自由基产生机制:不依赖金属离子存在型
目前普遍认为,氧化损伤主要是由活性很强的羟基自由基(·OH) 造成的。最被广泛接受的羟基自由基产生机制是依赖金属离子存在的 Fenton 反应: Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + ·OH + OH-
在研究五氯酚基因毒性的过程中,我发现五氯酚的代谢产物之一,四氯苯醌与H2O2反应可产生羟基自由基,其特别之处在于此过程不依赖于金属离子的存在。这种新颖的羟基自由基产生机制可部分解释五氯酚及其它卤代芳香化合物的基因毒性。这一新发现将在Dr. Barry Halliwell 主编的著名的“Free Radicals in Biology and Medicine” 教科书的新版本中进行专门讨论。
二、发现一种新型毒性作用机制:亲脂加合物的形成与协同毒性
五氯酚(PCP)是最广泛使用的通用杀虫剂之一,主要用作木材保护剂。在中国和其它发展中国家,PCP还被用于杀死水螺以预防血吸虫病。PCP被美国环保署(EPA, USA)列为重点污染物,被国际癌症研究联盟(IARC)列为2B组环境致癌物。含铜化合物是另一类广泛使用的杀虫剂。某些含铜化合物也被用作木材保护剂。因为PCP和含铜化合物皆被用作木材保护剂和通用杀虫剂,二者不仅在木材保护和处理场所附近的土壤和水体中,而且在普通非职业人群的体液和组织中,被发现同时共存。虽然PCP和含铜化合物单个物质的毒性被广泛研究,二者组合在一起时的毒性尚未被深入研究。本人近年来的研究发现,PCP和铜(及其络合物)二者同时存在时对大肠杆菌可产生强烈的协同毒性作用,而在同样条件下,二者单独存在时对大肠杆菌仅有微弱或没有毒性作用。我们还发现二者的协同毒性是由于形成了亲脂性加合物,从而使二者进入细胞的量大大增加。此类相互作用和亲脂性加合物形成而导致的协同毒性作用可能是普遍存在于有机和无机污染物之间的一种共同毒性作用机制。
三、发现细胞内铁离子在H2O2的基因毒性中起关键作用
H2O2的产生在正常生理条件下能得到有效调控,但在受到氧化压力时,其生成将被大大促进。细胞中的DNA对H2O2似乎特别敏感。H2O2造成的DNA 损伤被认为是由Fenton类反应所生成的羟基自由基引起的。因为过渡金属离子,特别是铁和铜离子,可催化羟基自由基的产生,由此我们推测,过渡金属离子可能在H2O2造成的DNA损伤的过程中起到关键作用。试验发现,细胞内具有氧化还原活性的铁离子,而非铜离子,在H2O2造成的DNA损伤的过程确实起关键作用,因为某些“专用”铁离子络合剂可有效地保护DNA免受H2O2的损伤。进一步研究发现,某些天然抗氧化剂(如多酚类物质)也可有效保护H2O2 造成的DNA损伤。