苯并芘通过芳香烃受体对心肌缺血再灌注损伤作用的研究

目的:探究空气污染物苯并[a]芘[benzo(a)pyrene,BaP]对心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury,IR)的影响,并进一步探索芳香烃受体(aromatic hydrocarbon receptor,Ahr)在这一过程中的关键作用。方法:本研究首先对C57BL/6J小鼠进行Bap气道给药(15mg/kg),随后构建心肌缺血再灌注损伤模型。我们通过Evans Blue/TTC染色,TUNEL染色,超声心动图和Masson染色对实验组和对照组小鼠的心肌损伤程度进行评估,并通过RT-PCR及免疫荧光共定位探究Ahr介导的潜在作用机制。结果:与对照组相比,实验组小鼠表现出更为严重的心肌损伤。RTPCR结果表明,BaP暴露后,Ahr下游靶基因及炎症相关基因mRNA表达水平明显升高。免疫荧光染色结果显示,Ahr在心脏巨噬细胞上呈现出明显的表达。结论:空气污染物BaP可通过激活Ahr,促进巨噬细胞分泌炎症因子,加重心肌缺血再灌注损伤。

芳香烃/环烷烃吸附分离材料研究进展

吸附法由于其节能环保的特性有潜力替代萃取精馏成为分离同碳数芳香烃/环烷烃的新方法,目前采用的吸附分离材料已从传统的沸石分子筛发展到包括金属-有机框架材料(MOFs)、共价有机框架(COFs)和多孔分子晶体(PMCs)在内的新型多孔材料,体现出优异的选择性、优先吸附芳香烃或环烷烃的能力。本文综述了近年来MOFs、COFs和PMCs在苯/环己烷和甲苯/甲基环己烷分离中的研究进展,重点介绍了三类材料结构的设计思路、吸附分离性能及其机理,包括热力学平衡、分子排阻等两类不同的机理。在取得较大研究进展的同时,该领域也存在一些较为突出的问题,如对吸附质扩散传质规律和混合物固定床分离性能研究不足、对材料稳定性和杂质敏感性关注较少、多孔材料结构复杂、经济性有待提升等,在未来的研究中需予以重视。

“溶剂剪刀”克服惰性氢键促进常压氧气下高效催化氧化芳香烃

氢键是调节各类催化反应体系中分子行为的重要作用力,能够有效活化分子、改变作用位置及控制反应途径,具有重要的科学意义和应用潜力.然而,氢键的利用过程存在着惰性效应难题,严重阻碍反应的顺利进行.如何有针对性地打破惰性的氢键作用力,探索氢键的构建与破坏机制,成为提高反应转化效率和选择性的重要途径,有利于实现高原子经济性并减少碳足迹.芳香烃氧化制羧酸是工业上重要的催化氧化过程,但存在高能耗、副产物多以及二氧化碳排放等问题.本文以甲苯液相氧气氧化制苯甲酸为模型反应,提出了旨在克服惰性氢键的"溶剂剪刀"策略.通过利用氢键受体溶剂(如醋酸、醋酸乙酯、氯乙酸乙酯或氯乙酸甲酯)作为破坏试剂,与强氢键供体溶剂六氟异丙醇(HFIP)形成氢键,从而将关键中间体苯甲醛从惰性的氢键结合状态中释放出来,将甲苯在温和条件下高效氧化为苯甲酸.使用NHPI/金属醋酸盐/HFIP-HOAc作为催化体系,在温和的反应条件(45°C,0.1 MPa O_(2))下反应4 h,甲苯转化率达到96.8%,苯甲酸选择性达98.7%.该方法不仅成功实现了甲苯到苯甲酸的高效转化,还可进一步拓展至邻(间,对)甲基甲苯等甲基芳烃,在25‒45°C和常压氧气条件下高效氧化制备芳香羧酸.利用变浓度核磁共振实验,定量测定了氢键供体HFIP与不同“剪刀溶剂”形成氢键的标准吉布斯自由能变化(ΔG^(0)).结果显示,‒ΔG^(0)顺序为醋酸>醋酸乙酯>氯乙酸乙酯>氯乙酸甲酯,其中醋酸的ΔG^(0)达到‒4.319 kJ/mol,具有最强的氢键裁剪能力.实验显示,‒ΔG^(0)与周转次数(TON)值(促进苯甲醛氧化的能力)的顺序一致,表明氢键裁剪能力越强的“溶剂-剪刀”越有利于促进苯甲醛的氧化.综上,本文利用“溶剂-剪刀”重建了甲基芳烃氧化反应中的氢键平衡体系,切断了使苯甲醛惰性化的氢键,促进游离苯甲醛的释放,使甲基芳香烃能在温和条件下高效氧化为芳香酸.本研究为有机合成普遍存在的氢键惰性化效应提供了解决思路,有利于促进“氢键调控”在有机合成的应用.

芳香烃受体在银屑病发病中的作用

芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)是一类配体依赖性转录激活因子,在调节免疫及皮肤屏障功能中具有重要的作用。近年来,AhR的靶向激活已被证明可有效治疗银屑病。本文就AhR基本特征和功能以及与银屑病发病的关系进行综述,并探讨基于AhR靶点治疗药物的发展情况。

自诱导因子-2激活芳香烃受体缓解新生小鼠坏死性小肠结肠炎肠道损伤

目的探讨自诱导因子-2(autoinducer-2,AI-2)缓解新生鼠坏死性小肠结肠炎(necrotizing enter colitis,NEC)模型肠道损伤的作用机制。方法将36只7 d龄C57BL/6J小鼠随机分为(n=12):对照组(Control组,由母鼠喂养)、NEC组(采用配方奶+脂多糖灌胃、缺氧和冷应激的方法诱导新生鼠NEC模型)及NEC+AI-2组(建模的配方奶中添加AI-2溶液)。记录造模期间各组小鼠体质量及存活率。建模3 d后处死小鼠,HE染色观察末端回肠组织病理学改变;RT-qPCR检测肠组织芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AHR)、细胞色素P4501A1(cytochrome P4501A1,CYP1A1)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-22(interleukin-22,IL-22)基因的表达水平;Western blot检测肠组织AHR、CYP1A1蛋白表达水平;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测肠组织中TNF-α、IL-6、IL-22蛋白表达水平。结果与NEC组相比,NEC+AI-2组新生鼠存活率增加(91.7%vs 66.7%,P<0.05);肠道病理损伤评分降低(1.33±0.21 vs 2.67±0.33,P<0.05);肠组织中AHR、CYP1A1在基因及蛋白表达水平均明显升高(均P<0.05);肠组织中促炎因子TNF-α、IL-6表达水平降低(均P<0.05),抑炎因子IL-22表达水平增加(均P<0.05)。肠道AHR表达及活化与肠道病理损伤评分呈明显的负相关关系(P<0.001)。结论AI-2可通过激活肠道中AHR调节炎症反应缓解NEC新生鼠的肠道损伤。

基于割方法的一类n-维全苯类多环芳香烃PBAHs(n)的分子拓扑特征研究

化合物分子的拓扑指标是一种分子图的数值不变量,也被称为分子结构描述符,它在理论化学中被用于量子结构性质关系(QSPR)与量子结构活性关系(QSAR)的设计。大型多环芳香烃(PAHs)是指由碳和氢原子所组成的苯类化合物。化学上,大型多环芳香烃包含至少两个苯环并以线性、簇、或角状排列的方式存在,而全苯类多环芳香烃(PBAHs)是一种特殊的多环芳香烃。本文利用化合物分子图中的Djoković-Winkler关系,构造相应的商图,采用割方法给出了一类n-维全苯类多环芳香烃(PBAHs(n))的十三种拓扑指标的具体表达式。

基于色氨酸-芳香烃受体代谢通路探讨溃疡性结肠炎肠屏障修复的研究进展

溃疡性结肠炎(UC)是结肠黏膜的一种特发性慢性炎症性疾病,近年来UC的发病率在各国逐渐增加,其发病与肠屏障功能受损密切相关,色氨酸通过多种代谢途径产生芳香烃受体(AhR)的配体,这些配体可以与AhR结合并刺激下游靶基因的表达,从而修复肠屏障的功能。调节Trp-AhR通路可能成为治疗UC的有效途径。该研究就该通路在修复UC肠屏障的研究进展作一综述。

原位生成Fe基催化剂催化木质素快速热解生成单环芳香烃的研究

探讨了铁矿石原位生成的Fe基催化剂对硫酸盐木质素催化热解的情况。研究使用透射电子显微镜对反应前后的催化剂进行表征,以探究催化剂形态变化;通过分段热解反应器联合飞行时间质谱评估催化剂的性能。结果表明,反应前催化剂呈颗粒状,而反应后催化剂几乎烧结。与未还原铁矿石和商业Fe_(2)O_(3)相比,还原铁矿石显著促进了单环芳香烃的产生。在最优反应温度550℃下,单环芳香烃的相对含量高达到81%,其中苯、甲苯、二甲苯和三甲基苯的相对含量分别为46%、34%、13%和7%。基于脱羟基和脱甲氧基的反应原理,提出了硫酸盐木质素催化热解的可能途径。使用的低成本铁矿石催化剂有望应用于硫酸盐木质素热解,以生产有价值的生物基芳香烃。

芳香烃受体在炎症性皮肤病中的研究进展

芳香烃受体(AhR)又名二噁英受体,是一种配体依赖型转录因子。因其在癌症的发生发展中具有重要作用而一直受到广泛关注。AhR已被认为是免疫和炎症反应中宿主-环境相互作用的重要调节剂,参与多种皮肤病的发病机制。由于AhR在所有皮肤细胞类型中高度表达,并调节许多对皮肤基本功能至关重要的基因,其有望成为炎症性皮肤病治疗的新靶向。就AhR与炎症性皮肤疾病相关的研究成果进行阐述和分析,以助力加快新药物的研发。

芳香烃受体蛋白质生理功能及在肿瘤中的作用机制

芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AHR)作为一种配体依赖性的转录因子,介导2,3,7,8-四氯二苯并对二恶英(2,3,7,8-tetrachloro-dibenzop-dioxin,TCDD)等卤代烃的毒性作用,属于碱性螺旋-环-螺旋-PAS(basic Helix-Loop-Helix-PER-ARNT-SIM,bHLH-PAS)家族成员,具有进化保守性,在多种动物和人类中表达。该蛋白质通过与特定配体结合发生构象改变,转位至细胞核同AHR核转运蛋白(AHR nuclear translocator,ARNT)形成二聚体,并对下游靶基因表达发挥调控作用。最近研究发现,AHR也成为控制细胞增殖分化、凋亡、迁移黏附等多种生理过程的关键转录因子,揭示了AHR在细胞稳态、宿主免疫和肿瘤发展中的重要作用。本文基于国内外对AHR的系列研究,讨论了AHR功能结构、发挥作用的信号通路及其多样性的配体,重点阐述其在防御和屏障保护、调节自身免疫进程、参与调节B细胞和多种T细胞亚群发育分化及其细胞因子的表达,以及在不同微环境中对肿瘤发挥促进或抑制作用的讨论,旨在为相关免疫疾病和肿瘤的AHR靶向治疗提供新思路。

学科大概念统领下的“芳香烃”单元教学设计

本文以芳纶1313材料的一种合成路径承载“芳香烃”的两个课时,学生从化学键、杂化方式、基团之间相互影响等结构的视角来开展苯及其同系物性质的学习,逐步形成“结构决定性质”的学科核心观念。文章基于学科大概念,从教材对比、学情分析、教学目标设计、教学实践与反思等方面阐述了“芳香烃”单元教学设计。

芳香烃受体与动物繁殖关系的研究进展

芳香烃受体(Aryl Hydrocarbon Receptor,AHR)是一种细胞内受体,也是一种重要的配体依赖性转录因子。现有研究发现AHR的配体和其生物学功能具有多样性,并且对动物繁殖活动有重要的调控作用,但具体机制尚不清晰。本文对AHR的配体、AHR在动物机体的分布与表达调控、AHR对激素分泌及生殖系统的作用、AHR多态性和拷贝数与产仔数关系等方面进行归纳分析,为扩展动物繁殖理论提供新思路和参考。

硫酸吲哚酚通过芳香烃受体介导p53的表达

目的探讨硫酸吲哚酚(indophenol sulfate,IS)通过芳香烃受体(aromatic hydrocarbon receptor,AHR)介导p53的表达水平变化及其作用机制。方法体外培养人主动脉血管平滑肌细胞,分别以250、500、1000μmol/L IS干预细胞48h,Western blot法分别检测p53的蛋白表达,观察不同浓度的IS对p53变化的影响。以500μmol/L IS干预细胞12、24、48h,Western blot法分别检测p53的蛋白表达,观察IS干预不同时间对p53变化的影响。细胞分为对照组、IS组(500μmol/L IS处理24h/48h)、有机阴离子转运体(organic anion transporter,OAT)抑制剂丙磺舒组(150μmol/L丙磺舒处理24h)、IS+丙磺舒组(150μmol/L丙磺舒干预24h后加入500μmol/L IS干预24h/48h)、芳香烃受体(AHR)抑制剂CH223191组(10μmol/L CH223191处理24h)、IS+CH223191组(10μmol/L CH223191干预24h后加入500μmol/L IS干预24h/48h),实时荧光定量PCR、Western blot法分别检测p53的mRNA和蛋白表达,观察IS通过AHR介导p53的表达水平变化。结果IS以时间依赖和浓度依赖的方式诱导p53的表达,与对照组比较,IS处理过的人主动脉血管平滑肌细胞上p53的蛋白的表达增加(P<0.05)。与IS组比较,IS+CH-223191和IS+丙磺舒干预后的细胞上p53的表达均降低(P<0.05)。结论IS可促进人主动脉血管平滑肌细胞上p53的表达,AHR抑制剂CH223191可拮抗IS对于p53表达的影响。

有机化学双语教学案例设计——以芳香烃为例

通过全面分析教学目标、学情与策略、教学重难点和反思整个教学过程,对有机化学双语课程进行教学设计,并将课程思政元素润物无声式融入教学中。以芳香烃为例,通过问题导向、实验现象、分析讨论、课堂训练、课后练习及问题反馈等教学措施,实现课前—课中—课后的教与学无缝对接。同时,课程改革使教师的综合素质得以提高,教学相长。

哈尔滨市大气PM_(2.5)中多环芳香烃污染特征及来源解析

本文旨在分析哈尔滨市两城区(道里区和香坊区)2014年—2019年PM_(2.5)中16种芳香烃质量浓度变化规律,明确芳香烃中主要的污染及来源.将颗粒物中的多环芳香烃收集于滤膜,滤膜用乙醚/正己烷的混合溶剂提取,提取液经过浓缩、净化后,用具有荧光及紫外检测器的高效液相色谱仪分离检测.通过空气污染人群健康检测系统选取与PM_(2.5)监测期相同时期的平均气压、平均温度、平均相对湿度、降水量、日照小时数、平均风速等6种气象因素数据,采用Spearman法分析6种气象因素与16种多环芳香烃的相关性.结果表明,道里区PM_(2.5)平均质量浓度为84.9μg·m^(-3),香坊区为86.5μg·m^(-3).两城区的PM_(2.5)与平均气压呈显著正相关,与平均温度、平均相对湿度、降水量、日照小时数呈显著负相关.道里区和香坊区在2014—2019年多环芳香烃平均质量浓度分别为50.7 ng·m^(-3)、59.5 ng·m^(-3).其贡献值由高到低为芘>荧蒽>䓛>苯并[a]蒽>苯并[b]荧蒽>苯并[a]芘>苯并[k]荧蒽>苯并[g,h,i]苝>茚并[1,2,3-c,d]芘>菲>二苯并[a,h]蒽>蒽>苊烯>茐>萘>苊.气象因素中日照小时数、平均风速和降水量与多环芳香烃有显著相关性.哈尔滨市道里区和香坊区多环芳香烃中芘、荧蒽、䓛、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-c,d]芘为主要成分.主成分分析结果表明,哈尔滨市大气中多环芳香烃的主要来源可能为冬季供暖期的煤炭燃烧及生物质燃烧、汽车尾气及工业排放,应加强对其主要污染来源的监测和污染控制,以减少哈尔滨市大气PM_(2.5)中多环芳香烃污染对健康的危害.

芳香烃受体调控人脂肪间充质干细胞的免疫调节功能

目的探索芳香烃受体(AHR)对人脂肪间充质干细胞(MSCs)免疫调节功能的影响。方法RT-qPCR和免疫荧光染色法检测炎性细胞因子刺激前后,MSCs中吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)、白细胞介素-4诱导基因1(IL4I1)和芳香烃受体表达水平;将si-Ctrl、si-IDO1、si-IL4I1、si-AHR转染至MSCs,阻断AHR信号通路;将MSCs的条件培养基与巨噬细胞共培养,RT-qPCR和ELISA检测巨噬细胞炎性因子IL-6、IL-1β、TNF-α水平。结果未经细胞因子刺激的MSCs高表达AHR,几乎不表达IDO和IL4I1蛋白;不同细胞因子刺激后,代谢酶IDO1、IL4I1及AHR表达上调(P<0.05),IFN-γ刺激后IDO1、IL4I1表达上调最为显著(P<0.001),进入细胞核的AHR增多;下调AHR的表达削弱MSCs的免疫抑制作用(P<0.05)。结论AHR参与调节MSCs的免疫功能,下调AHR可以抑制MSCs的免疫调节作用。

基于芳香烃受体探讨青黛及其主要成分缓解溃疡性结肠炎的作用机制

目的探讨青黛及其主要成分对溃疡性结肠炎(UC)小鼠的治疗作用及机制。方法将42只SPF级雄性C57BL/6小鼠随机分为空白组、模型组、青黛组、靛蓝组、靛玉红组和色胺酮组,每组7只。除空白组外,其余组采用葡聚糖硫酸钠自由饮用10 d建立UC小鼠模型,各给药组从造模第4日开始予相应药液灌胃,连续7 d。记录小鼠一般状况,测量小鼠结肠长度,HE染色观察结肠组织病理形态,Western blot检测结肠组织芳香烃受体(AHR)、细胞色素P4501A1(CYP1A1)、白细胞介素(IL)-10、IL-22蛋白表达量,RT-PCR检测结肠组织AHR、CYP1A1、IL-10、IL-22 mRNA表达。结果与空白组比较,模型组小鼠体质量明显减轻,结肠长度明显缩短;结肠组织结构破坏,隐窝结构变形,上皮细胞坏死水肿,中性粒细胞和淋巴细胞弥漫性浸润,结肠组织CYP1A1、IL-10、IL-22蛋白表达明显降低,AHR、IL-10、IL-22 mRNA表达明显降低,差异均有统计学意义(P<0.01)。与模型组比较,各给药组小鼠体质量明显增加(P<0.01),青黛组、靛玉红组和色胺酮组小鼠结肠长度明显增加(P<0.05,P<0.01);各给药组小鼠结肠组织黏膜损伤及溃疡情况明显好转,水肿及炎性细胞浸润不同程度改善,结肠组织AHR、CYP1A1、IL-10、IL-22蛋白表达明显升高(P<0.01),靛玉红组和色胺酮组小鼠结肠组织AHR、CYP1A1、IL-10、IL-22 mRNA表达明显升高(P<0.01)。结论青黛可能通过激活AHR/CYP1A1信号途径调节炎症因子IL-10、IL-22表达,从而改善UC小鼠炎症损伤。

用于燃烧反应机理构建的极小反应网络方法——芳香烃燃烧

基于极小反应网络(MRN)方法,在燃烧机理的化学分辨率(化学物种数)确定的条件下,构建了极小反应网络的苯、甲苯、乙苯和丙苯通用复杂燃烧反应机理,机理分别由22个物种和35个反应、 27个物种和42个反应、 32个物种和58个反应以及36个物种和68个反应组成.建模方法是在极小网络C3机理基础上增加5个物种和14个反应构建苯燃烧机理,增加7个物种和15个反应得到甲苯燃烧机理;在苯燃烧机理基础上增加4个物种和8个反应构建乙苯燃烧机理,增加3个物种和7个反应得到丙苯燃烧机理.各个机理均采用Arrhenius方程的双参数形式(A, E)描述反应的速率常数.通过点火延迟时间和层流火焰速度的动力学模拟与实验结果的对比,验证各个燃烧反应机理的可靠性和实用性.

苯并芘通过芳香烃受体促进肝糖异生相关分子表达

目的探讨苯并芘(BaP)对肝糖异生相关分子的影响及其分子机制。方法①C57BL/6小鼠随机分为正常对照组、溶剂对照组、BaP 0.45,0.90和1.80 mg·kg^(-1)组,将BaP溶解于玉米油中进行ig给药,溶剂对照组ig给予玉米油10mL·kg^(-1),ig给药连续12周。②取对数生长期的HepG2细胞随机分为细胞对照组、BaP 0.1,1.0和10.0μmol·L^(-1)组,药物孵育细胞24 h。③HepG2分为细胞对照组、BaP 1μmol·L^(-1)、芳香烃受体(AhR)抑制剂CH2231911μmol·L^(-1)、BaP 1μmol·L^(-1)+CH2231911μmol·L^(-1)组,药物孵育细胞24 h。细胞免疫荧光检测②③分组HepG2细胞中成纤维细胞生长因子21(FGF21)蛋白水平;实时定量PCR检测①②③分组中小鼠肝组织和HepG2细胞中的肝糖异生相关因子果糖^(-1),6-二磷酸酶1(FBP1),葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase),磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶1(PCK1)和FGF21 mRNA表达水平;Western印迹法检测①②③分组中小鼠肝组织和HepG2细胞中的肝糖异生相关因子FBP1,G6Pase,PCK1和FGF21蛋白表达水平。结果①与溶剂对照组相比,BaP 0.90和1.80 mg·kg^(-1)组的C57BL/6小鼠肝组织FBP1,G6Pase,PCK1和FGF21 mRNA和蛋白表达均显著升高(P<0.05,P<0.01)。②与细胞对照组相比,BaP 0.1,1.0和10.0μmol·L^(-1)组HepG2细胞中FBP1,G6Pase,PCK1和FGF21 mRNA和蛋白表达均显著升高(P<0.05,P<0.01)。③与BaP 1μmol·L^(-1)组相比,BaP 1μmol·L^(-1)+CH2231911μmol·L^(-1)组HepG2细胞中FBP1,G6Pase,PCK1和FGF21 mRNA和蛋白表达均显著下降(P<0.05,P<0.01)。结论BaP可提高肝糖异生限速酶FBP1,G6Pase,PCK1和FGF21 mRNA和蛋白表达,进而提高肝糖异生水平,其机制可能与激活AhR/FGF21信号通路有关。

三唑环含氟芳香烃改性纳米ZnO的制备及其在防污涂层中的应用

以Cu^(+)催化叠氮炔环偶极加成点击化学反应,在不同催化剂(CuBr/五甲基二乙烯三胺或CuSO_(4)·5H_(2)O/抗坏血酸钠)和反应温度(55,65,75℃)下制备三唑环基含氟芳香烃改性纳米氧化锌(ZnO-sTRF),研究了不同ZnO-sTRF的化学结构和元素组成;将表面接枝量最高的ZnOsTRF与聚氨酯(PU)复合制备ZnO-sTRF/PU涂层,研究了该涂层的疏水性能、抗菌性能以及防污性能。结果表明:当催化剂为CuSO_(4)·5H_(2)O/抗坏血酸钠,反应温度为75℃时,改性纳米ZnO表面接枝量最高,制备的ZnO-sTRF/PU涂层表面水接触角可达105.4°,表面大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和假交替单胞菌的死菌面积覆盖率是ZnO/PU涂层和3-氨丙基三乙氧基硅烷改性ZnO/PU涂层的10倍以上;在实际海洋环境中浸没120d后,涂层表面无明显硬质生物的附着。