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孙猛研究组在高离子选择性膜及其离子分离机制研究方面取得系列进展
离子-离子选择性膜分离技术是全球水-能源联结领域的关键挑战。这种膜对离子的选择性分离性能主要源于膜表面电荷及膜孔纳米限域结构的协同作用。然而，膜电荷对相似离子的选择性迁移行为的微观作用机制尚不明晰，且纳米膜孔内限域作用对离子选择性跨膜迁移的影响机制也有待深入探索。阐明膜结构与电荷介导下的膜离子选择性机制，系统识别纳米膜孔限域结构的关键要素，厘清其对离子选择性跨膜传输性能之间的构效关系，对发展高性能离子选择性膜材料和膜技术具有重要指导意义。围绕亚纳米孔膜结构和电荷对一价离子选择性跨膜传输微观影响机制不明这一难题，课题组与以色列理工学院Razi Epsztein教授及美国范德堡大学林士弘教授合作，通过对膜表面电荷密度的精准调控，深入解析纳米多孔膜中多种一价金属阳离子跨膜迁移行为，首次定量揭示了膜表面静电效应对迁移反离子（阴离子）脱水吸附的促进作用，从而通过阻碍其分配而影响盐的整体跨膜传输；研究还证实低水合能离子更倾向于在高表面电荷影响下脱水，并显著影响其选择性过孔迁移。相关研究成果以“Electrostatic-driven dehydration of ions in nanoporous membranes”为题于近日发表于Science Advances（DOI: 10.1126/sciadv.adv0174）。图1. 膜表面强静电效应介导一价阳离子脱水及其跨膜迁移机制针对纳米限域结构影响膜离子选择性的机制不清的问题，课题组围绕离子选择性膜分离相关研究，系统归纳了亚纳米孔膜材料中纳米限域结构特征及其离子特异性跨膜传输过程，阐明了限域孔道结构对不同离子的选择性跨膜传输机制，展望了离子选择性分离膜领域未来所面临的研究挑战与发展方向。相关研究成果以封面论文发表于ACS Nano（Ion–Ion Selectivity of Synthetic Membranes with Confined Nanostructures, DOI: 10.1021/acsnano.4c00540）。图2. 亚纳米孔膜材料中限域孔道结构对不同离子的选择性跨膜传输机制论文的第一作者为清华大学联合培养博士研究生刘铠瑞，唯一通讯作者为孙猛研究员。研究得到了中国科学院生态环境研究中心曲久辉院士的细心指导。该系列工作由国家自然科学基金（52270043）、国家重点研发计划政府间国际科技创新合作专项项目（2023YFE0113800）、国家重点研发计划青年科学家项目（2024YFC3715000）、北京市自然科学基金（8242030）等项目资助。环境水质学重点实验室2025年9月2日<!--!doctype-->
2025-09-02
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王亚韡课题组在水固界面碰撞诱导产生超氧自由基的研究取得新进展
环境化学与环境毒理全国重点实验室王亚韡课题组在Angewandte Chemie International Edition期刊发表题为《Unexpected Spontaneous Generation of Superoxide Radicals: Water-Solid Collision as an Atypical Source》的研究论文。该研究发现，水体与固体表面碰撞时，即使在黑暗条件下也能自发生成超氧自由基（O2•−），揭示了环境中一种新的活性氧生成途径，为理解自然界的氧化还原过程提供了新视角。活性氧（ROS）是一类在地球环境和生命体系中普遍存在的重要活性物种，参与了金属元素的地球化学循环、污染物的降解和转化，以及生态系统中的氧化还原平衡。其中，超氧自由基因其独特的氧化还原特性，被认为是驱动诸多环境反应的关键中间体。目前学界普遍认为O2•−主要来源于光化学过程或微生物作用，本研究发现即使在黑暗条件下水-固界面碰撞可自发诱导O2•−的产生，且产生O2•−浓度可达纳摩尔水平，与经典光化学途径相当，具有不可忽视的环境意义。图1 水–固碰撞界面自发生成超氧自由基的实验证据进一步研究团队通过化学发光检测、同位素标记、电子顺磁共振，KPFM等多种手段系统探讨其生成机理，揭示了水滴与固体界面碰撞时能够发生电子转移，从而将水中溶解氧还原为O2•−。这一过程完全不依赖外界光照，而是由水固界面电子转移和水滴自身的动能驱动。为了模拟真实自然情境，选择雨滴与不同矿物表面碰撞作为研究对象，发现蒙脱石、伊利石和高岭石等常见矿物表面均能在雨滴冲击下产生O2•−。不同矿物由于表面官能团差异，O2•−的生成量也有所不同，其中蒙脱石表现最为显著。通过对O2•−衰减动力学和寿命进行研究，发现雨滴-矿物界面碰撞诱导产生的O2•−的寿命可达秒级，足以参与后续氧化还原反应。这意味着在自然界的雨水、瀑布、海浪等场景中，O2•−可能普遍存在并持续影响环境过程。这一发现突破了“光照或微生物作用”主导的框架，扩展了人们对自然界活性氧来源的传统认知，为理解地球系统中的氧化还原化学注入了新的思路。图2 水–固界面碰撞诱导超氧自由基生成途径示意图论文第一作者为直博生许金，赵利霞研究员和王亚韡研究员为共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金及新疆自治区重点研发项目的支持。论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202511594环境化学与环境毒理全国重点实验室2025年9月1日<!--!doctype-->
2025-09-01
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刘睿研究组Chem：Pd位点识别与定量 “全景图谱”技术
环境化学与环境毒理全国重点实验室刘睿研究组在多相催化研究方法学取得重要进展，相关研究以Quantifying Reactive Sites of Au@Pd Catalysts to Decipher Structure-Activity Relationship in Nitroaromatic Hydrogenation为题，发表于《Chem》期刊。多相催化在清洁能源转化、高端化学品制造及污染治理中具有核心作用。设计高性能催化剂的关键在于理解催化剂结构-性能关系，但传统方法受限于宏观尺度表征（如形貌、尺寸），难以从活性位点层面精准解析催化机制。图1. 传统（定性）多相催化研究与本工作提出的定量催化过程研究刘睿团队发展了一种基于表面增强拉曼光谱（SERS）的活性位点定量分析新方法。该方法通过设计4-碘-2,6-二甲基苯异氰化学探针，利用其在1950-2180 cm⁻¹区间的六组特征拉曼峰（对应金表面多层钯/Pdisland、钯单层边缘/Pdinterface等六类位点），结合二氧化硅隔离纳米颗粒（抑制物理增强干扰）、苯环振动峰内标（校正化学增强效应）及迭代模型（校准吸附概率差异），建立了"拉曼信号-探针分子数-位点丰度"定量转换体系，实现钯催化剂表面原子尺度位点精准定量。基于该方法，团队在金纳米立方体（NCs）、纳米球（NSs）及纳米颗粒（NPs）表面构建钯位点梯度分布模型。通过4-硝基苯酚还原（一级动力学）研究表明：界面钯位点（Pdinterface）与单原子钯位点（PdSAA）是加氢反应主要活性中心。理论模拟与实验数据误差<5%，验证了方法可靠性，并成功预测不同形貌Au@Pd催化剂的性能。在选择性调控方面，该方法指导制备了富含PdSAA位点的Au₃.₅@Ag@Pd₁/₈催化剂。在对氯硝基苯选择性加氢反应中，结合固定床微反应器实现连续100小时>99%转化率与>99%选择性。图2.不同Pd位点在对氯硝基苯选择性加氢反应中的催化行为本研究发展的SERS活性位点定量技术，通过与结构识别探针及核壳增强策略结合，为多相催化剂活性位点表征提供了新工具，有望指导高效催化剂的理性设计与优化。2025级毕业生张小玲博士为论文第一作者，刘睿研究员为通讯作者。本研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金以及中国科学院青促会优秀会员的支持。论文链接：Opening the structure-activity relationship black box in Pd-catalyzed nitroaromatic hydrogenation by quantifying reactive sites of Au@Pd catalysts - ScienceDirect<!--!doctype-->环境化学与环境毒理全国重点实验室2025年8月27日
2025-08-27
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傅伯杰院士参与国际研究团队提出“扭转土地退化曲线”全球方案
中国科学院生态环境研究中心区域与城市生态安全全国重点实验室傅伯杰院士参与的由沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）Fernando T. Maestre教授领衔、联合国防治荒漠化公约（UNCCD）首席科学家Barron J. Orr等21位科学家组成的国际团队，于2025年8月14日在国际顶级期刊《Nature》上发表题为《扭转土地退化曲线以实现全球环境目标》（Bending the curve of land degradation to achieve global environmental goals）的论文，提出以“重塑全球食物系统”为核心抓手，到2050年同时实现“遏制土地退化”和“恢复50%已退化土地”及“减少土地温室气体排放”的路线图。当前，全球34%的无冰陆地已被用于粮食生产，并可能在2050年进一步扩张至42%；与此同时，约33%的食物被浪费。研究团队通过定量分析发现，若恢复50%已退化土地，将食物浪费减少75%，并以可持续的海产品（鱼类、贝类、海藻）替代70%不可持续生产的红肉、再以海藻制品替代10%的蔬菜摄入，即可累计腾退或恢复约4350万km²的土地。这些措施还可每年减少132.4亿吨二氧化碳当量的温室气体排放，协同应对气候变化、生物多样性丧失及公共健康挑战。傅伯杰院士指出：“土地退化不仅是生态问题，更是发展问题。中国长期开展的退耕还林还草、山水林田湖草沙一体化生态保护修复等经验表明，只有让食物系统、生态系统管理与区域可持续发展目标协同，才能真正扭转土地退化。”研究提出三大优先行动：（1）恢复50%已退化土地：通过可持续土地管理，到2050年恢复300万km²耕地和1000万km²非耕地。土地恢复过程确保生活在土地之上并管理土地的人成为主角，尤其是土著居民、小农户、妇女和其他弱势群体的深度参与，同时保障其土地权属与市场准入。（2）减少75%食物浪费：通过减少食物浪费，可腾出约1340万km²用于生产粮食的农业用地（耕地与牧场）。关键措施包括：防止过度生产、充分消费生产的果蔬、鼓励临期食品馈赠或打折销售、开展减少家庭浪费的宣传教育，以及帮助发展中国家的小农户改进储运设施。（3）整合陆地-海洋食物系统：用可持续海鲜（野生捕捞或负责任养殖的鱼类、贝类）替代70 %不可持续生产的红肉，可腾出 1710万km²目前用于牧场和饲料种植的土地；用海藻衍生产品替代10%全球蔬菜摄入，可进一步腾出40.2万 km²耕地。与食物系统有关的行动（2）和（3）节约的土地总量约3000余万km2，大致相当于非洲的面积。研究团队呼吁联合国气候变化框架公约（UNFCCC）、生物多样性公约（CBD）与防治荒漠化公约（UNCCD）三大里约公约协同行动，将“食物—土地—气候”纳入共同议程，并在2026年蒙古乌兰巴托召开的UNCCD 第17次缔约方会议（COP17）上推动各国采纳本框架。沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）Fernando T. Maestre教授为论文第一作者和通讯作者，傅伯杰院士等为合作作者，研究得到国家自然科学基金重点项目的支持。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09365-5三种情景下对2050年全球土地退化和受保护土地分布情况预测区域与城市生态安全全国重点实验室2025年8月14日<!--!doctype-->
2025-08-14
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刘超研究组在消毒过程中轮胎源污染物细胞毒性研究方面取得进展
刘超研究组在消毒过程中轮胎源污染物的转化机制与细胞毒性研究方面取得进展，相关成果以“Unveiling the mammalian cell cytotoxicity of tyre-impacted water in disinfection”为题，在线发表于Nature Water （DOI：10.1038/s44221-025-00469-w）。气候变化导致极端降水（雨、雪）事件频发，在城市化、工业化等因素共同影响下，大量人工化学品随径流进入水体，威胁水质安全。在径流污染物中，轮胎源污染物由于高生态毒性、普遍检出性而受到广泛关注。除轮胎磨损颗粒外，人工草坪、城市基础设施中广泛使用的轮胎回收材料也是水体中轮胎源污染物的潜在来源。现有常规水处理工艺对轮胎源污染物的去除效果有限，在后续消毒过程中轮胎源污染物的细胞毒性及其驱动因子尚不明确。研究团队以中华仓鼠卵巢细胞毒性作为风险评估手段，发现氯胺、氯、臭氧消毒可分别使受轮胎颗粒影响水体的细胞毒性提高4.0、3.0和0.4倍，是文献中报道的消毒后地表水细胞毒性的3.1–6.0倍（图1）。通过高分辨质谱非靶向分析发现，苯并噻唑类、酚类、苯甲酮类、芳香胺类等轮胎添加剂及其转化产物与消毒剂具有较高的反应活性，受影响水体消毒后细胞毒性的提升与轮胎源污染物卤代（尤其是溴代、碘代）产物的生成相关。研究团队进一步通过靶向分析结合标准品验证探究了驱动轮胎源污染物细胞毒性变化的关键组分。虽然苯并噻唑酮、二苯胍、N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺（6PPD）、6PPD-醌等33种典型轮胎源污染物对受轮胎颗粒影响水体有机碳的贡献小于5%，但其在消毒工艺中的转化对水体细胞毒性的贡献达25–36%。通过二级质谱对产物结构进行解析，识别了卤代苯并噻唑酮、卤代苯甲酮、卤代二苯胍、卤代6PPD-醌等多种潜在高毒性产物（图2）。图1 受轮胎颗粒影响水体消毒前后的中华仓鼠卵巢细胞毒性图2 依据高分辨质谱分析推测的典型轮胎源污染物在消毒过程中的转化机制依据报道的水环境中轮胎颗粒浓度进行估算，轮胎源污染物影响下消毒后径流的细胞毒性最高可达消毒后地表水6倍。对于高度城市化、径流量占地表水资源量比例高的地区，需评估轮胎源污染物对水质安全的影响。研究结果揭示了轮胎源污染物在消毒过程中的转化所引起的潜在水质风险，为气候变化、城市化背景下的水质风险识别提供参考。该论文第一作者为刘航助理研究员，通讯作者为刘超研究员。该研究得到了国家自然科学基金基础科学中心项目、面上项目和青年基金项目等支持。论文链接：https://www.nature.com/articles/s44221-025-00469-w环境水质学重点实验室2025年8月1日
2025-07-31
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环境水质学重点实验室俞文正研究组NC：利用纳米网捕效应的铁混凝法有效去除纳米塑料
环境水质学重点实验室俞文正研究组在混凝水处理工艺方面取得重要进展，相关成果以“Nanonet trapping for effective removal of nanoplastics by iron coagulation”为题，发表于Nature Communications期刊。自19世纪50年代以来，塑料制品因其独特的属性在全球广泛使用。其降解产生的纳米塑料（NPs）已成为一个重大污染问题并威胁人类健康。开发高效去除NPs的水处理技术势在必行。然而传统混凝工艺去除NPs效果并不理想。因此，亟需新方法来提高混凝去除NPs的效率。本研究中，作者摒弃了传统通过改变混凝剂类型来提升NPs去除的思路，选择通过调控絮体的纳米晶体结构来克服传统混凝的局限性。使用过碳酸钠和Fe(II)混凝剂来实现原位氧化混凝，使絮体中的氢氧化铁纳米颗粒经电子转移机制变为高效去除NPs的柔性纤铁矿纳米网。实验结果表明原位氧化混凝工艺显著提高了混凝速率与NP去除效率。该方法兼具Fe(II)的电荷中和能力和Fe(III)的快速沉淀优势，形成结构稳定、可再生的絮体，且对天然有机物、水动力扰动和pH变化表现出更强适应性，展现出良好的环境应用潜力。图1：不同混凝条件下絮凝物的生长和NP的去除效果结构表征说明传统Fe(III)混凝剂只能形成细小的水铁矿颗粒并简单附着在NP单体表面，而Fe(II)混凝剂形成的片状纳米纤铁矿则包裹NP单体，实现完全的表面改性。适量的SPC氧化剂能够在加速Fe（II）混凝的同时保留这种结构，进一步强化了纳米网捕效应。图2：絮凝物中捕获的NP单体的形态分子动力学结果说明与传统Fe(III)混凝形成的水铁矿结构相比，该方法形成的纤铁矿纳米网表面与NPs的结合力更强，能够在更近的距离产生势垒，且被氧化的NP分子能够与其表面的第一壳层配位形成更稳定的构型。图3：粒子、NOM和NP之间相互作用的分子动力学模拟本研究提出了一种通过改变絮体纳米结构来优化混凝的思路。通过电子转移机制生成的柔性纤铁矿纳米网被用来包裹NP单体实现高效去除。原位氧化则加速水解，实现纳米结构从非柔性到柔性的转变，并改变了NPs的表面基团来提高混凝性能。利用矿物形成机制来控制絮凝物中纳米颗粒的形貌，为混凝处理新兴污染物提供了一种有效方法。这一概念为混凝的未来发展提供了一个有希望的方向，对环境修复和新兴污染物的全球管理具有重要意义。该论文的第一作者为硕博生杨并乾，通讯作者为俞文正研究员和美国莱斯大学Menachem Elimelech教授。合作作者包括博士毕业生田隆、博士生周鹏，英国曼彻斯特大学助理教授Peyman Babakhani博士，英国伦敦大学学院John Gregory教授，英国帝国理工学院Nigel Graham教授。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-60974-0环境水质学重点实验室2025年7月19日<!--!doctype-->
2025-07-19
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苏泳娴等在Nature Ecology & Evolution发文揭示景观格局通过生物物理效应调控森林恢复力的重要机制
中国科学院生态环境研究中心区域与城市生态安全全国重点实验室周伟奇课题组在森林景观格局的生态影响方面取得重要进展。研究结果以“Pervasive but biome-dependent relationship between fragmentation and resilience in forests”为题在线发表于Nature Ecology & Evolution期刊。21世纪以来，森林破碎化作为全球土地覆盖变化的核心特征，已成为生态学研究的重要前沿。这一过程对生态系统恢复力产生双重效应：破碎化既可能通过边缘效应加剧环境胁迫敏感性，导致生态恢复力衰减，也可能因景观异质性缓解物种间对光温水资源的竞争，从而提升系统恢复潜力。这种矛盾的机制使得破碎化对全球森林恢复力的净效应亟待系统解析。为厘清这一科学问题，研究团队基于多源卫星遥感数据，首次在全球范围内揭示了森林破碎化对生态系统恢复力的影响格局及机制。研究结果表明，全球约77%的破碎化森林中，破碎化指数与恢复力存在显著的统计学关联（P < 0.05），但其影响方向与强度在不同生物群落间差异显著。这种分异主要受生物物理过程的调控：在热带和温带森林生态系统中，破碎化通过加剧局地增温与大气干旱化，导致恢复力下降；而在北方森林中，破碎化反而会有利于增加大气湿度和优化光照资源，从而增强生态系统的恢复能力。研究不仅揭示了景观格局调控生态系统功能的普适规律，更重要的是提出了一个关键见解：全球森林恢复力评估必须纳入破碎化的空间异质性特征，这或将成为气候变化下增强全球森林韧性的重要突破口。研究由中国科学院生态环境研究中心牵头，联合中山大学、欧洲委员会联合研究中心、中国科学院地理科学与资源研究所、法国气候与环境科学实验室等多家单位科研人员共同完成。中国科学院生态环境研究中心苏泳娴研究员为论文第一兼通讯作者，中国科学院生态环境研究中心周伟奇研究员、张超群博士后和中国科学院地理科学与资源研究所吴朝阳研究员为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金杰青项目、面上项目、国家重点研发计划以及广东省科技计划项目等项目支持。论文全文链接：https://doi.org/10.1038/s41559-025-02776-7区域与城市生态安全全国重点实验室2025年7月8日
2025-07-08
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傅伯杰院士参与国际研究团队提出人与自然共同繁荣的新全球指数
中国科学院生态环境研究中心区域与城市生态安全全国重点实验室傅伯杰院士参与的由联合国开发计划署组织、美国马里兰大学巴尔的摩分校Erle Ellis教授领衔的国际团队，于6月25日在国际重要刊物《Nature》上发表题为《面向地球未来的愿景式方法》（An Aspirational Approach to Planetary Futures）论文，提出了一个衡量人与自然共同繁荣程度的全球框架。几十年来，人类发展模式通过关注人们实现其所珍视生活的能力（更长寿、更健康的生活，获取知识，并享有体面的生活水平）激励了全球进步。然而，像国内生产总值（GDP）和人类发展指数（HDI）等当前衡量标准，都没有考虑我们如何与地球上其他生命相处。如果不将“面向所有生命的发展”纳入发展愿景，自然的衰退将持续下去，最终影响到我们人类自身。而对全球自然系统的评价仅从单纯的“阈值”避免对生态环境破坏，未能从积极的方面考虑人与自然共同繁荣。研究提出了一个崭新的全球性指标，“自然关系指数”（Nature Relationship Index，NRI），用于衡量一个国家或区域人与自然关系的质量，从而与人类发展指数互补。其目的是追踪和评估各国在改善人类与自然关系方面的进展。该指数包括：（1）拥有繁荣且可亲近的自然环境、（2）负责任地利用和呵护自然以及（3）保护自然的法规及效应等3大核心维度及可衡量的进展目标（见图1）。NRI预计将于2026年《人类发展报告》中正式发布，其长期目标是像HDI一样定期在国家层面更新，以实现从对地球生态系统崩溃的被动反应到主动建设，实现向人类与地球生态系统共同繁荣的未来转型。NRI评估框架的发表标志着全球发展评估的转折点，呼吁从单纯避免生态环境破坏，转向建设积极的人与自然关系。研究团队呼吁各国政府、社区与个人将这一愿景融入政策与日常决策中，采取切实可行的行动，为全人类与地球共建更美好的未来。美国马里兰大学巴尔的摩分校Erle Ellis教授为论文第一和通讯作者，傅伯杰院士为合作作者。该研究得到了国家自然科学基金国际合作与交流重点项目“可持续发展科学理论与耦合方法研究”（W2412141）等项目的资助。文章链接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09080-1图1 自然关系指数概念框架区域与城市生态安全全国重点实验室2025年6月26日<!--!doctype-->
2025-06-26
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环境化学与环境毒理全国重点实验室刘思金团队在《Advanced Science》发文揭示铁缺乏损害树突状细胞发育并降低宿主抗感染能力的新机制
环境化学与环境毒理全国重点实验室刘思金研究员团队在铁元素代谢失衡影响宿主抗流感病毒感染机制研究方面取得重要进展，相关成果以 “Iron Deficiency Impairs Dendritic Cell Development and Function, Compromising Host Anti-Infection Capacity”为题，在线发表于Advanced Science（DOI: 10.1002/advs.202408348）。铁元素缺乏作为全球重大公共卫生问题，其成因不仅与膳食营养失衡相关，更与环境污染物暴露密切关联。研究团队既往研究显示：重金属（如铅、镉等）、有机污染物（如多环芳烃等）可通过干扰肠道的铁吸收功能、肝脏的铁调素表达以及抑制血红素合成酶活性等途径，导致机体功能性铁缺乏，增加了呼吸系统感染性疾病的发生风险。目前尚不清楚，铁元素缺乏影响机体抗病毒免疫防御功能的分子机制。研究团队通过构建铁缺乏及流感病毒感染的模型小鼠，结合流式细胞术、单细胞测序及免疫共培养等技术，系统解析铁缺乏对免疫细胞发育及功能的影响。研究发现：铁缺乏小鼠肺部树突状细胞（DC）数量显著减少。在感染流感病毒后，肺原位以及炎症招募DCs的提呈抗原、促进病毒特异性T细胞增殖的能力降低，导致病毒清除能力降低，加剧小鼠肺部损伤。机制研究表明，骨髓单核细胞树突状细胞祖细胞（MDPs）对铁元素缺乏较为敏感。由于可利用铁元素的减少，导致MDP 迁移、增殖能力下降，伴随抗原摄取基因和免疫信号基因下调，而凋亡相关通路上调，进而导致MDP向共同树突状细胞前体细胞（CDP）及DC分化受阻，损害多器官 DCs 数量与功能。这一研究不仅明确了树突状细胞在铁缺乏相关免疫缺陷中的关键地位，还系统阐明了铁元素缺乏导致骨髓中树突状细胞发育异常、降低其抗病毒潜能的新机制，为深入研究环境污染导致铁代谢异常并扰动机体抗病毒能力的分子机制提供了思路。该论文的第一作者为博士研究生任泉仲，通讯作者为马娟研究员。该研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院先导专项B、国家重点研发计划、中科院青促会等项目的支持。论文链接：Iron Deficiency Impairs Dendritic Cell Development and Function, Compromising Host Anti‐Infection Capacity - Ren - 2025 - Advanced Science - Wiley Online Library环境化学与环境毒理全国重点实验室2025年6月5日
2025-06-05
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秦占芬研究组在新污染物的雄性生殖毒性研究方面取得新进展
环境化学与环境毒理全国重点实验室秦占芬研究组在新污染物的雄性生殖毒性研究方面取得新进展，相关成果以“Screening and evaluation of male reproductive effects of isothiazolinones at human-relevant levels in mammals: direct impairments and increased susceptibility to subsequent spermatogenic stress”为题在线发表于Environmental Science & Technology (2025; DOI：10.1021/acs.est.5c00652)。杀菌剂异噻唑啉酮（ITs）作为一类生产和生活中广泛使用的杀菌剂，存在多种人体直接暴露途径。然而，除必要的登记资料外，目前有关其健康毒性尤其是生殖毒性的认识尚不清楚。鉴于ITs的亲电特性以及通过与亲核基团（如DNA、巯基）作用的杀菌机制，推测该类污染物具有多个分子靶点和多种毒性效应。研究团队首先利用体外培养的睾丸支持细胞TM4和生殖细胞GC1筛查了7种典型ITs的细胞毒性，发现几乎所有测试物都有明显的细胞毒性，其中辛基异噻唑啉酮（OIT）的毒性最强；结合体外培养的精子暴露实验，证实DNA和含巯基的谷胱甘肽是OIT的分子靶点，氧化损伤是低剂量OIT毒性的机制之一。进一步动物研究发现，小鼠在孕10.5天（GD 10.5）至出生后10天（PND 10）这一关键发育期的OIT暴露，明显延迟睾丸发育；暴露延长至性成熟PND 56，导致雄鼠精子缺陷，伴随着睾丸组织学结构的异常。以上不良效应即便在人体相关剂量50 μg/kg/d暴露下也显著发生。在此基础上，该研究利用之前建立的白消安诱导生精压力模型，揭示了在生精压力下OIT暴露可增加睾丸对生精压力的易感性，表现出睾丸萎缩严重、精子畸性增加等更严重的雄性生殖损伤。综上研究结果，该研究首次揭示了人体相关剂量下杀菌剂OIT的雄性生殖毒性，提示该污染物尤其在某些污染物复合作用下的雄性生殖风险需要关注。结合研究组前期利用白消安诱导的生精压力模型揭示四溴双酚A增加雄性生殖毒性易感性的研究（Environ Int, 2023），该工作进一步支持白消安诱导生精压力模型可作为一种理想的概念化模型，用于敏感地识别污染物在压力条件下的雄性生殖危害。此外，结合研究组在衰老小鼠中开展的四溴双酚A-双(2,3-二溴-2-甲基丙基醚)生殖毒性研究（Environ Sci Technol, 2024），生精压力易感性的研究进一步明确了从易感性增加的角度研究污染物生殖危害的新思路。 以上研究工作得到了中国科学院先导专项B和国家自然科学基金的资助。相关论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c00652https://doi.org/10.1021/acs.est.3c10560https://doi.org/10.1016/j.envint.2022.107683环境化学与环境毒理全国重点实验室2025年6月4日
2025-06-04
