丙硫克百威杀虫剂的细胞毒活性和致突变性外文翻译资料

 2022-08-06 10:08

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丙硫克百威杀虫剂的细胞毒活性和致突变性

Yasin Eren bull; Sevim Feyza Erdomus bull; Dilek Akyıl bull; Arzu zkara

摘要: 丙硫克百威是一种用于蔬菜害虫防治的氨基甲酸酯类杀虫剂，其抗乙酰胆碱酯酶活性低于其他氨基甲酸酯类农药。应用丙硫克百威的细胞毒性评价是通过用根生长抑制（EC50）、有丝分裂指数（MI）和有丝分裂期测定洋葱根尖分生组织细胞，并用TA98和TA100株进行代谢活化试验，测定TA98和TA100菌株的致突变作用。在葱的试验中，以1% DMSO为阴性对照组，10ppm MMS为阳性对照组。75ppm浓度的丙硫克百威被发现为EC50。在米河和有丝分裂阶段测定研究中37.5，75和150 ppm剂量的丙硫克百威被使用。剂量依赖性的细胞毒活性是通过根生长抑制和MI研究发现的。结果表明，丙硫克百威对有丝分裂的抑制作用大于10ppm的MMS。葱的实验中，未观察到诱变活性，200mu;g／板的丙硫克百威被确定为对伤寒杆菌的细胞毒性。丙硫克百威可以称为“有丝分裂抑制因子”，但不称为诱变剂。

关键词:丙硫克百威 氨基甲酸酯 艾姆斯试验 葱试验 细胞毒性 诱变活性

介绍:

杀虫剂被称为有毒化学物质。在农业用地上过度使用。它们的残留物可能存在于食品中，这些残留物可能对人类和其他生物有害。氨基甲酸酯是杀虫剂的主要种类之一。目前氨基甲酸酯类农药因其广谱的活性和低毒性而成为有价值的农药。

图一 丙硫克百威化学结构

氨基甲酸酯是合成有机农药，用于全球范围（Paiga等人 2009年）。氨基甲酸酯化合物通常被称为抗胆碱酯酶，在抑制剂存在下，乙酰胆碱酯酶逐渐受到抑制能将乙酰胆碱水解成胆碱和乙酸（Jokanovic 2009,Jokanovic和Maksimovic 1997年）。不同的急性毒性氨基甲酸酯的范围从高毒性到只有轻微的有毒或无毒（PCS 1986）。由于氨基甲酸酯类化合物对人体健康的潜在风险，对它们的毒性的评价通常是安全使用的（Wyelman等,2005）。

氨基甲酸酯的主要临床中毒症状是毒蕈碱性体征（瞳孔缩小、流涎、 出汗、流泪、鼻漏、腹部痉挛不良反应，呕吐，腹泻，尿失禁，勃朗痉挛、呼吸困难、低氧血症、心动过缓、支气管分泌物、肺水肿和呼吸衰竭），烟碱征（ess频繁；肌肉性抽搐、束带、肌肉无力，包括呼吸肌麻痹心动过速紧张）很少有中枢神经系统症状（Rosman等人 2009年）。

丙硫克百威(图1)是一种氨基甲酸酯类杀虫剂，用于防治柑桔、玉米、甜菜等害虫。而素食者，在大鼠体内，丙硫克百威被代谢快速合成主要代谢物之一呋喃丹(汤姆林1997)。由于杀虫剂引起的罕见致命病例最近有报道(Kenneth等人 1992年;Picotte以及Perreault 1991;West等人 1997年;Kintz等人1997)。由于丙硫克百威被广泛使用并具有高毒性，因此有可能因意外摄取或自杀或杀人目的而致死中毒(Lee 等人 1999年)。对丙硫克百威中毒的毒理学评价，由于呋喃丹的毒性(大鼠口服LD50值，8 mg/kg)比丙硫克百威高17倍(口服LD50值;138mg/kg)，生物制剂中必须同时测定丙硫克百威和呋喃丹(汤姆林1997)。

用于确定遗传毒性或致突变性的测试系统可以根据所使用的生物系统和它们的遗传终点来划分为组。利用原核生物进行的生物检测能够检测到诱发基因突变和原发性DNA损伤的药物。在另一方面，通过对真核生物的分析可以发现更大的损伤程度，从基因突变到染色体损伤和非整倍体不等(Houk 1992;Leme和Marin-Morales 2009)。由真核试验系统支持的原核试验为了解化学物质是否对基因有损伤作用提供了更可靠的结果。

葱试验是一种短期试验，具有成本低、操作简便、染色体条件好等优点，可用于研究染色体损伤或细胞分裂障碍，包括非整倍体风险的评估。葱的材料是众所周知的，并已用于研究基本机制，以及评分的化学品的影响。洋葱根尖细胞适合于此类细胞学检查。蒜试验是一项敏感的试验，表明与其他试验系统具有良好的相关性。大蒜测试的灵敏度与使用藻类或人类淋巴细胞的测试系统处于相同的水平。(Fiskesj 1985).

沙门氏菌鼠伤寒/微粒体试验（沙门氏菌试验；Ames试验）是一种广泛接受的短期细菌试验，用于鉴定可导致基因突变的遗传损伤物质。测试使用了一些存在原有突变的、无法合成所需氨基酸-组氨酸的菌株沙门氏菌，因此在它不存在的情况下生长并形成菌落（Mortelmans和Zeiger 2000）。Ames试验已被一些研究者广泛应用于确定农药和植物提取物的致突变性(Aiub et al.2002;Cortes Eslava et al.2013;Eren and zata 2014)。

材料与方法:

丙硫克百威(C20H30N2O5S)从Sigma-Aldrich(St. Louis,MO,USA)(Cas no:82560-54-1)购买.

葱试验:

洋葱(圆葱,2n=16)用于葱试验系统。该项葱试验执行依据Fiskesj(1985)。制定梯度浓度杀虫剂(6.25,12.5,25,50,75和100ppm)用于根系生长抑制试验。这些提取物的EC50/2、EC50和EC50*2浓度用于有丝分裂指数（MI）研究。

洋葱在新鲜蒸馏水中生长24小时，然后暴露于对照组和其他浓度的丙硫克百威4天。为了确定有效浓度（EC50）值，在处理期结束时从每个洋葱上切下10根，并测量每根的长度。与阴性对照组（1%DMSO）相比，降低根系生长约50%的浓度可作为EC50值。为了确定可能的毒性对根的影响，EC50/2,EC50,EC50*2浓度的丙硫克百威在蒜有丝分裂试验中进行了评估。

有丝分裂指数测定:

洋葱(圆葱,2n=16)用于葱试验系统。以5个洋葱鳞茎为材料，用蒸馏水和不同浓度的丙硫克百威处理72h，分别于24、48和72h结束时，切根尖，固定于乙醇：冰醋酸（3:1）配比的溶液中，在1N盐酸中60℃水解7min。每种浓度的根尖用Feulgen染料染色1h，每种浓度制备5张玻片，每片细胞计数1000个。每种浓度共评估约5000个细胞。在MI研究中，计数约5000个细胞，并用以下配方测定MI%。

MI%=分裂细胞数/细胞总数*100

Ames致突变性试验:

鼠伤寒沙门氏菌试验菌株和化学品:

沙门氏菌试验菌株TA98和TA100来自土耳其哈塞特佩大学。当TA98被用于确定帧移位，TA100被用于确定基极对交换。从大鼠肝脏（大鼠）、Bacto琼脂、2号营养肉汤（蛋白胨）、2-氨基蒽（2AA）、beta;-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（beta;-NADP）、葡萄糖-6-磷酸（G6P）、丝裂霉素C（MMC）、氨苄西林、组氨酸和碱性品红中提取S9。一水柠檬酸钠（SA）、氢氧化钠、氯化钾和氯化钠是从Riedel(瑞士布克斯)购买的。4-硝基邻苯二胺（NPD）、2AA和2-氨基芴（2AF）从Fluka（Buchs，瑞士）购买。

Ames试验:

用Dean等人的方法测定了丙硫克百威的细胞毒性剂量（6.25、12.5、25, 50和100ug／板(1985)。Ames试验作为标准平板掺入试验，用于鼠伤寒沙门氏菌菌株TA98和TA100（有或无代谢活化）的测定(Maron和Ames 1983)。菌株的选择基于Mortelmans和Zeiger（2000年）。这些菌株根据相关的遗传标记进行检测。为了每个测试菌株，一个特定的阳性对照总是用于测试实验缺陷（如果有的话）。而净现值用于TA98和叠氮化钠（SA）用于对于作为阳性对照的TA 100，无代谢 激活。另一方面，2AF和2AA分别作为TA98和TA 100菌株代谢活化的阳性对照。

统计:

利用SPSS软件对数据的差异,方差的单向分析(方差分析)和邓内特t检验(双侧)用于统计分析。

结果:

葱根生长试验结果如下表1所示。有效浓为(EC50)为发现约为75ppm。在蒜氨酸EC50试验中观察了丙硫克百威的剂量依赖性细胞毒作用。表2总结了苯呋喃卡对24-72小时处理的根分生组织细胞的MI期和有丝分裂期的影响在所有使用浓度的丙硫克百威，MI值在每个的接触暴露时间都比控制的降低。在150ppm的浓度下、72h时，抑制率最高暴露时间为24小时-最低抑制率为37.5ppm。

表1.根样品在丙硫克百威条件下生长测试结果

二甲基亚砜标准偏差

结果表明，丙硫克百威在不同浓度和不同处理时期的心肌梗死变化均有统计学意义。从MI研究获得的最有趣的结果是，与对照组（10ppm MMS）相比，丙硫克百威的使用浓度对细胞毒性的影响更大。

与对照组相比，所有浓度的苯呋喃卡可引起有丝分裂期百分比的变化（表2）。24小时对照组有丝分裂期百分率前期为82.20plusmn;6.16，中期为1.07plusmn;0.41，后期为1.05plusmn;0.32，末期为0.93plusmn;0.32。处理48h，值为78.98plusmn;6.24,1.00plusmn;0.15,1.01plusmn;0.13和0.82plusmn;0.29，最后72h处理的有丝分裂相百分率分别为77.24plusmn;6.11,0.87plusmn;0.18,0.98plusmn;0.29和0.79plusmn;0.36。但丙硫克百威的有丝分裂期百分率对剂量依赖性降低，数值低于阴性对照组和阳性对照组的百分比。与对照组相比，试验制剂的特征效应是前期指标升高，中期、后期和末期指标同时降低。

表3显示了Ames试验的结果，根据美国环境保护局（USEPA 1996）的方法对Ames试验结果进行了评价。如果回复频率为2.0或高于阴性对照或与剂量相关的回复次数增加一个或多个菌株的菌落。试验材料被视为致突变材料。(Mortelmans和Zeiger 2000年)

首先，对丙硫克百威的细胞毒性剂量进行了测定。根据结果，超过200微克/板丙硫克百威含量被确定为具有细胞毒性，因此，试验中使用了低于该值的剂量。

表二.SD标准偏差，二甲基亚砜二甲基亚砜，甲基磺酸甲酯

表三.标准偏差，SA叠氮化钠，2AA 2-氨基蒽，2AF 2-氨基芴，NPD 4-硝基邻苯二胺

两株菌株的自发回复体均在正常值范围内，阳性对照诱变剂(SA，2AF，NPD，2AA)显示两个受试菌株的自发突变率显著增加。最高回复群体数为175.40plusmn;13.07mu;g/板，在TA100和S9中，最低为29.00 2.24 mu;g/不带S9的TA98板。Dunnettst检验（双侧）结果无统计学意义。结果表明，丙硫克百威在试验浓度下无致突变活性。

论述:

虽然氨基甲酸酯具有低的生物蓄积潜力和短期毒性（相对短的生物半衰期，并且相当迅速地代谢和排泄），但它们被认为是危害环境和人类健康的，被列入美国环境保护署（USPEA 1992）的优先清单。涕灭威、丙硫克百威、嘧啶威、残杀威和硫本脲是五种最广泛使用的氨基甲酸酯类农药（Ruiz等人 2006年）。丙硫克百威、抗蚜卡布、残杀威和硫苄卡布对的哺乳动物毒性不大(Undeger和Basaran 2005)，用于水稻和其他作物的杂草控制（Femandez等人 2000年）。

丙硫克百威本身进行了大量的遗传毒性试验，在体内和体外毒性研究与母鸡，野鸭，鹌鹑，鲤鱼，大型蚤，蜜蜂。这些研究结果表明，丙硫克百威对鸟类、蜜蜂有毒性，对鱼类和水生生物具有高度毒性。母鸡、绿头鸭和蜜蜂的口服LD50值为92，分别大于为3.950mg/kg和0.16ug/bee。鹌鹑和鲤鱼的LC50值分别大于5300mg/kg和0.65mg/1，大型蚤的EC50值为9.9mu;g/l。评估丙硫克百威致突变潜力的研究表明，该化合物不致突变，也不致癌（MSDS丙硫克百威2012）。

丙硫克百威，卡硫磷和克百威试验评估水生生物的急性和慢性毒性。对花萼臂尾轮虫、大型溞和扁藻进行了急性毒性试验，而对Pseudokirchneriella亚种和Ceriodaphnia dubia进行了慢性毒性试验。结果表明，所有三种杀虫剂对水生生物急性和慢性毒性较高(Iesce等人 2006年)。

15 mg/kg剂量的丙硫克百威可使小鼠骨髓中含有网织红细胞的微核频率增加，但仅在24小时后（stehrer schmid和Wolf 1995）。另一方面，当CHO-K1细胞以NR或MTT法测定的任何浓度暴露于丙硫克百威时，与对照组相比没有显著性差异（Ruiz等人 2006年）。

在自然条件下，丙硫克百威和丁硫克百威的水解和光解的研究为卡波坦和/或苯酚的选择性降解提供了证据。丁硫克百威被发现是更持久和有毒的（莱斯等 2006）估计了丙硫克百威本身及其代谢物丁硫克百威的联合毒性引起的死亡(Lee等人 1999年）。

丙硫克百威是从呋喃丹中提取的一种N-甲基氨基甲酸酯类杀虫剂。本文报道了呋喃丹在泰山毒株TA1535和TA98的Ames试验、人淋巴细胞SCE试验和V79细胞基因突变试验中的阳性结果。但根据施密德（Stehrer Schmid）未公布的数据，丙硫克百威在Ames试验中被发现不活跃。丙硫克百威杀虫剂对酵母D7的基因转化和反向突变频率没有影响(Stehrer-Sch-mid and Wolf 1995)。本研究的Ames试验结果与Stehrer-schmid的酿酒酵母致突变性数据和未发表的Ames数据相似。因此，TA98和TA100 S株伤寒沙门氏菌菌株的Ames

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