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基本信息

项目名称:
Hormesis现象的多亚型受体机制探讨
小类:
生命科学
简介:
自Hormesis现象被发现提出以来,大量学者设计实验证实了该现象的普遍性。本文就其机制展开探讨,着重阐述了多亚型受体机制。首先从理论上应用该机制成功地解释了Hormesis现象以及其他机制学说;其次设计了实验验证方案证明多亚型受体机制的正确性。最后简述Hormesis现象的应用前景及阐明多亚型受体机制的意义。
详细介绍:
Hormesis——毒物兴奋效应是一种根据端点测量(end-point measured)的U型或倒U型剂量反应,即表现为毒物的剂量对受体产生的“低促高抑”现象。随着hormesis在许多研究中被证明存在,人们逐渐发现其在农业生产、医药卫生事业中的重要意义,并且试图将这种现象应用到实践当中。但是由于对其机制的不明晰、对使用剂量的不确定等因素的限制,这一有意义的发现至今只能停留在一个设想。 早在1887年,Achulez就发现了毒物对机体的双向量效关系,直至近十年来hormesis才被普遍重视,成为毒理界及生物界研究的热点之一。至今已有众多实验证明了hormesis的普遍性,但对其机制的解释却莫衷一是。 目前在多种机制中被广泛认可的机制只有两种,一种是Calabrese的过度补偿(Overcompensation)理论,认为Hormesis现象是生物体一开始对毒物的抑制反应之后产生的一个补偿现象(净刺激效应);另一种是Stebbing的矫正过度(Overcorrection)理论,认为由于毒物对生物体的生长起到抑制作用,那么Hormesis可能是生物体对抑制作用的过度中和和抵抗,当毒物剂量过高时抵抗作用被抵消,呈现出毒物的抑制作用。但是,上述两种机制皆为一种描述性的理论,并未对其本质给出合理的解释。所以,有人从生物学原理就Hormesis现象提出了多亚型受体机制。 多亚型受体机制认为,一种生物体针对某种毒物有两类不同亚型的受体,一类是数量少、亲和力高的兴奋亚型受体,另一类是数量多、亲和力低的抑制亚型受体。当一定数量的毒物作用于生物体时,兴奋亚型受体首先结合并产生促进效应,之后由抑制亚型受体结合并产生抑制效应。两种效应几乎同时产生,若促进效应大于抑制效应,则综合表现为促进,反之则为抑制效应。由于兴奋亚型受体数量少,所以只有当毒物数量较少时,综合效应才能表现为促进,即为“低促”:当浓度较高时综合效应只能表现为抑制,即为“高抑”。 该机制不仅合理地阐述了hormesis现象的生物学原理、解释了过度补偿机制和矫正过度机制,并且可以给予实验实验证明,使其更加完备。 本文中实验应用ELISA 试验、分子对接DOCK技术寻找配体X在其作用对象体内对应的受体A和受体B,以及受体分别对应的特异性阻断剂A和阻断剂B。再分别阻断受体A和B,观察将实验组生物体各项生物学指标与空白组相对照并记录变化。预期的实验结果为实验组生物体的生物学指标与空白组相比别表现为促进和抑制。从而正明了多亚型受体机制的正确性。 成功的解释hormesis现象的机制,不仅仅具有其生物学意义,正重要的是其在农业及医学领域的应用价值及指导意义。不久的将来hormesis现象所展示的量效关系将更好的指导生,产改善生活。

作品专业信息

撰写目的和基本思路

目的在于阐明Hormesis现象机制之一的多亚型受体机制,以便使该现象被更好地应用于实践中。 通过阅读大量中英文相关文献,进行分析、归纳、总结,详细阐明机制,并设计了验证机制的实验方案,最后提出多亚型受体机制对Hormesis现象应用前景的意义。

科学性、先进性及独特之处

Hormesis现象在国内并没有系统全面的研究,在国外为数不多的研究文献中也存在很多争议,而争议的焦点在于对其机制的阐述众说纷纭,本文提出了多亚型受体机制,并利用该机制解释了其它机制。同时,提出了证明多亚型受体机制的实验方案。

应用价值和现实意义

明晰Hormesis的机制不仅可以使研究层面更进一步,更重要的是可以将Hormesis现象成功得应用到生产生活中。本文对多亚型受体机制的阐述及实验设计旨在为研究Hormesis的机制提供一些新的方向。

学术论文摘要

在毒理学界发现并提出Hormesis现象一个世纪以来,随着对现象的深入调查,证实了Hormesis现象是普遍存在的。但对其机制的阐述仍然存在很大的争议。本文就众多机制中的一种—多亚型受体机制进行深入的探讨,并设计了实验方案验证该机制的正确性。

获奖情况

鉴定结果

参考文献

CalabreseEJ,Baldwin.Chemical hormesis:its historical foundations as a biological hypothesis.Toxicol Pathol 1999;27:195±216 CalabreseEJ,Linda.Baldwin 2002TRENDS in Pharmacological Sciences23,331-337

同类课题研究水平概述

1887年,Achule发现了毒物对机体的双向量效关系,这对原来所普遍认可的量效关系(dose-respones relationship即在一定的范围内,药物的效应与靶部位的浓度成正相关)提出了巨大的冲击,随后在1943年该现象被Southa等正式定义为“hormesis”现象。但由于人们当时没有发现Hormesis的应用价值,相反原来的单向量效关系有助于了解药物作用的性质,也可为临床用药提供参考资料,已经很好得被应用于实践中,所以Hormesis现象的研究就此被搁置。 直到近10年来,有人提出是否可以应用Hormesis的原理治疗癌症、肿瘤等临床疾病,低浓度农药对人类、动物、农作物和环境的影响中存在着Hormesis现象等等。Hormesis现象的研究再一次成为毒理学界的热点。 期间,大量学者设计了实验,验证了Hormesis现象的普遍性,撰写了众多相关文献,但只有为数不多的外国文献提到了对其机制的阐述。目前被广泛认可的机制有两种,一种是Calabrese的过度补偿(Overcompensation)理论,认为Hormesis现象是生物体一开始对毒物的抑制反应之后产生的一个补偿现象(净刺激效应);另一种是Stebbing的矫正过度(Overcorrection)理论,认为由于毒物对生物体的生长起到抑制作用,那么Hormesis可能是生物体对抑制作用的过度中和和抵抗,这种作用在毒物剂量较低时可测,但当毒物剂量过高时抵抗作用被抵消,呈现出毒物的抑制作用。但这些机制也都属于理论上的猜想与推理,缺少实验证明。所以目前针对于Hormesis的机制还没有达成共识,并且其机制的不明确成为了限制Hormesis现象应用发展的重要因素。
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