食品与环境安全监测与风险评估研究室简介

发布者:生命科学学院发布时间:2024-04-08浏览次数:75

一、研究方向

本团队现有工作人员5人,其中教授1人。本团队主要开展农产品中危害因子和功能因子的监测、环境危害物毒性风险评估及分子机理研究。深入解决以下几个科学问题:1)识别危害因子的新型核酸适配体形成和稳定性机理研究;2)食品或环境危害物的毒性作用机制和天然产物的干预作用研究3)以斑马鱼为模式生物,深度挖掘天然食品原料的功效作用机制。

团队成员先后承担国家自然科学基金、省自然科学基金、黄石市科技创新团队等多个项目。团队已经在Analytical chemistry, Biosensors and Bioelectronics, Environmental science:Nano, Environmental pollution, Science of the total environment, Food and chemical toxicology等国内外知名期刊发表论文40余篇。授权国家发明专利3件,实用新型专利2件。

二、团队成员

刘细霞,博士,副教授,硕士生导师,团队负责人。主要研究方向为识别食品中小分子污染物的核酸适配体高效筛选和识别机制研究,以及食品原料的功效评价。先后主持国家自然科学青年基金、湖北省自然科学基金青年/面上项目、湖北省青年科技晨光计划项目、湖北省教育厅优秀中青年人才/重点项目、黄石市科技创新团队项目共计10余项;发表SCI论文20余篇,获授权发明专利2件。主持《食品安全学》省级一流课程,被评为黄石市优秀班主任。

https://bio.hbnu.edu.cn/2018/1012/c2778a59105/page.htm


侯建军,博士,二级教授,硕士生导师,湖北名师。主要研究方向为水环境安全监测。先后主持了包括国家自然科学基金面上项目、博士后基金等教科研项目20余项。发表SCI论文20余篇,获授权国家发明专利4件。获湖北省教学成果奖一等奖,主持湖北省名师工作室。

https://bio.hbnu.edu.cn/2018/1012/c2778a59139/page.htm


吴琴,博士,讲师,硕士生导师,黄石市科技特派员。主要研究方向为水生态毒理与环境监测,一直从事微囊藻毒素和纳米材料引发的鱼类多器官毒性效应及其致毒机制的研究工作,尤其是在微囊藻毒素诱发的斑马鱼胚胎发育毒性、神经毒性、母代传递效应等方面积累了较丰富的研究经验。主持多项研究课题,如国家自然科学基金青年项目、湖北省自然科学基金青年项目、湖北省教育厅科学研究计划资助项目、湖北省重点实验室开放基金等。在TOP期刊发表学术论文10余篇。

https://bio.hbnu.edu.cn/2020/0425/c2778a95793/page.htm


刘焕,博士,讲师,硕士生导师。2022年毕业于华南农业大学食品科学与工程专业,获工学博士学位。先后承担或参与国家重点研发、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、湖北省自然科学基金联合基金、黄石市创新团队等多项课题。近年来主要致力于研究食品/环境中危害因子的肝脏毒性、神经毒性、线粒体毒性,以及植物提取物(枸杞多糖、桑葚粗提物等)对肝脏和神经的保护作用期间以第一作者发表论文12篇,其中SCI论文10篇,获得2021年度“中国商业联合会科技进步奖”二等奖(参与)。

https://bio.hbnu.edu.cn/2024/0226/c2778a157064/page.htm


李永淑,博士,讲师,硕士生导师,博士毕业于香港中文大学。先后在香港浸会大学做访问学者,在香港大任技术主任,深圳中国计量科学研究院技术创新研究院做博士后研究。主要研究领域为核酸适配体的筛选与应用,重点关注核酸适配体与靶点结合的相互作用机制,适配体的筛选及在肿瘤成像、药物递送、靶标检测等方面工作。在SCI期刊发表科技论文多篇,单篇引用达195次;申请美国(PCT)专利1项,申请中国国家发明专利2项。

三、研究内容

监测食品与环境中的危害因子,揭示毒理学机制和提出干预,降低健康危害是面向人民生命健康的重大需求,也是实施健康中国战略的有力保障。环境与食品危害因子监测的主要任务之一是发现新型识别分子和研发快速检测新技术。同时针对危害因子进行多维毒性评价和研究药食同源提取物的干预功效。我们团队在食品与环境危害因子安全监测方面,以识别危害物的核酸适配体发现为研究对象。同时,在毒理和干预手段研究领域,以经典的斑马鱼为模式生物,采用分子生物学、生物信息学等多学科交叉技术,重点研究以下几个方面:

1. 识别食品或环境危害因子的核酸适配体筛选及快速检测方法开发

核酸适配体为具有识别功能的单链DNARNA,又称为化学抗体。相较于抗体,具有不依赖动物实验、制备周期短、靶标范围广、易修饰等优点。团队的工作主要分为三个方面:

1)利用Capture-SELEX技术筛选核酸适配体,争取建成识别小分子的核酸适配体资源库。

2)结合多种表征技术,阐明核酸适配体与靶标的识别机制。

3)结合荧光、比色等手段,开发基于核酸适配体的快速现场检测技术。

2.以斑马鱼为模型,研究环境污染物诱发的多器官毒性效应及其致毒机制

斑马鱼与人类基因组同源性高达87%,具有与包括人类在内的其他脊椎动物高度相似的发育特征,是脊椎动物发育和基因功能研究中常见和重要的模型物种,在神经发育、行为以及神经毒理学研究中应用广泛。团队的工作主要分为三个方面:

1)发现环境污染物MCLR具有母代传递特性,探究其诱发子代胚胎神经发育毒性的分子机制。

2)发现纳米材料Nano-TiO2可吸附MCLR,可作MCLR的载体,研究了nano-TiO2加剧了MCLR对斑马鱼成鱼的脑损伤以及子代胚胎的眼部发育异常的分子机制。

3)农产品常用杀菌剂戊唑醇诱发斑马鱼生殖毒性和影响其社交行为的分子机制研究。

3.以斑马鱼为模型,研究环境污染物诱发的多维毒性效应及其干预机制

邻苯二甲酸酯(PAEs)以及壬基酚(NP)、辛基酚(OP)等危害因子,它们在便捷人类生活的同时也带来了广泛污染和安全隐患。揭示食品/环境中危害因子引起肝疾病和脑疾病的作用机制、研发干预手段,满足人民生命健康的重大需求。团队的研究内容主要分为两个方面:

1)探究食品/环境中危害因子引起人源肝细胞肝损伤、自噬、坏死性凋亡以及大鼠情绪异常的毒性机制;并构建相应的3D-QSAR预测模型,为新型及潜在PAEs的毒性预测提供支持。

2)在毒性基础上,提取和鉴定植物活性成分,探究其改善食品/环境中危害因子所致肝毒性和神经毒性的效果和机制。

四、承担科研项目

1.国家自然科学基金青年基金项目,微囊藻毒素-LR通过干扰下丘脑-垂体轴抑制斑马鱼胚胎孵化的分子机制研究,2023-2025

2.国家自然科学基金青年项目,食品中小分子危害物非竞争免疫分析的纳米肽高效筛选及其识别机制研究,2017-2019

3.湖北省自然科学基金面上项目,识别真菌毒素纳米抗体的核酸适配体筛选及其绿色无毒分析基础-以赭曲霉毒素A为模型,2021-2023

4.湖北省自然科学基金青年项目,环境浓度微囊藻毒素暴露影响斑马鱼胚胎孵化的分子机制,2021-2023

5. 湖北省自然科学基金联合项目,水分-蛋白质互作对热加工鸡胸肉嫩度的影响机制,2023~2025

6.湖北省自然科学基金青年项目,基于核酸适配体构筑食品中小分子危害物非竞争免疫分析新方法的研究,2016-2018

7.黄石市科技创新团队项目,农产品/水产品质量安全监测技术研究与示范科技创新团队,2024-2026

8.湖北省教育厅重点项目,鄂东南地区果蔬中链格孢毒素残留现状分析及构建非靶向毒性生物效应检测新方法,2022-2024

9.湖北省教育厅科学研究计划资助项目,抗生素诺氟沙星对斑马鱼胚胎肠道微生

物与神经发育的影响, 2021-2023

10.湖北省重点实验室开放基金,农产品常用杀菌剂戊唑醇对斑马鱼生殖毒性风险评估,2020-2022

9. 食用野生植物保育与利用湖北省重点实验室开放基金重点项目,藜蒿基于 5-HT/Wnt/β-catenin通路改善壬基酚所致神经发育毒性的机制研究,2023-2025

五、 学术论文

1.Hou YY, Liu XX*, LI YS, Hou JJ, LIU H, Wu Q, LIU JW*. Aptamers for nanobodies: A nontoxic alternative to toxic ochratoxin A in immunoassays. Biosensors and Bioelectronics 2024, 115995, 248.

2.Hou YY, Liu XX*, Qin YL, Hou YY, Hou JJ, Wu Q, Xu WT*. Zebrafish as model organisms for toxicological evaluations in the field of food science. Comprehensive reviews in food science and food safety 2023, 1-25.

3.Cheng JX, Liang LW, Liu YJ, Yang M, Liu XX*, Hou YY, Shui JY, Li DY, Wu Q, Liu H, Su P, Xuan JN, Hu YL, Hou JJ. Expression, purification of codon-optimized ochratoxin A nanobody-GST fusion protein and its one-step immunoassay for detection of OTA in cereal. Journal of Food Composition and Analysis 2023, 123: 105530.

4.Liu XX*, Hou YY. Qin YL. Cheng JX. Hou JJ. Wu Q. Liu ZM.Selection of a Novel DNA Aptamer Specific for 5-Hydroxymethylfurfural Using Capture-SELEX. Biosensors. 2023, 13, 564.

5.Hou YY,Zhang XY, Liu XX*, Wu Q, Hou JJ, Su P, Guo Q.Comparison of the effects of 5-

Hydroxymethylfurfural in milk powder matrix and standard water on oxidative stress system of  zebrafifish. Foods 2022, 11: 1814.

6.Li YN, Liu XX*, Hou YY, Wu Q, Hou JJ. A higher affinity melamine binding aptamer mutant for more sensitive detection. ChemistrySelect 2022, 7, e202201427 (1 of 7).

7. Liu XX, Hou YY, Chen SR, Liu JW. Controlling dopamine binding by the new aptamer for a FRET-based biosensor. Biosens. Bioelectron. 2021, 173: 112798.

8. Liu XX, He F, Zhang F, Zhang ZJ, Huang ZC, Liu JW. Dopamine and melamine binding to gold nanoparticles dominates their aptamer-based label-free colorimetric sensing. Anal. Chem. 2020, 92(13): 9370-9378.

9. Hou YY, Hou JJ, Liu XX*. Comparison of Two DNA aptamers for dopamine using homogeneous binding assays. Chembiochem. 2021, 22, 1948-1954.

10. Lu Q, Hou YY, Liu XX,* Wang H, Hou JJ, Wei JL, Zhou SS, Liu XY. Construction, expression and functional analysis of anti-clenbuterol codon-optimized scFv recombinant antibody. Food Chem. Toxicol. 2020, 135: 110973.

11. Wu Q#, Li GY#, Huo TB, Du X, Yang Q, Hung Tien-Chieh, Yan W*. 2021. Mechanisms of parental co-exposure to polystyrene nanoplastics and microcystin-LR aggravated hatching inhibition of zebrafish offspring. Science of the Total Environment, 774,145776.

12.Lu JL#, Wu Q#, Yang Q, Li GY, Wang RQ, LiuYX, Duan CY, Duan SY, He XY, Huang Z, Peng XT, Yan W, Jiang JH. Molecular mechanism of reproductive toxicity induced by betacypermethrin in zebrafish.2020. Comparative Biochemistry and Physiology, Part C. 239,108894.

13.Wu Q, Wei Y*, Liu CS, Hung Tien-Chieh, Li GY*. 2019. Co-exposure with titanium dioxide nanoparticles exacerbates MCLR-induced brain injury in zebrafish. Science of the Total Environment, 693, 133540.  

14.Wu Q, Yan W, Liu CS, Hung Tien-Chieh, Li GY*. 2018. Parental transfer of titanium dioxide nanoparticle aggravated MCLR-induced developmental toxicity in zebrafish offspring. Environmental science: Nano. 5, 2952–2965.  

15.Wu Q, Yan W, Cheng HC, Liu CS, Hung Tien-Chieh, Guo XC, Li GY*. 2017. Parental transfer of microcystin-LR induced transgenerational effects of developmental neurotoxicity in zebrafish offspring. Environmental Pollution, 231, 471–478.

16.Wu Q, Yan W, Liu CS, Li L, Yu LQ, Zhao SJ, Li GY*. 2016. Microcystin-LR exposure induces developmental neurotoxicity in zebrafish embryo. Environmental Pollution. 213, 793–800.

17.Zuo JL, Huo TB, Du X, Yang Q, Wu Q, Shen JZ, Liu CS, Hung Tien-Chieh, Yan W, Li GY. The Joint Effect of Parental Exposure to Microcystin-LR and Polystyrene Nanoplastics on the Growth of Zebrafish Offspring. 2020. Journal of Hazardous Materials. 124677.

18.Cheng HC, Yan W, Wu Q, Lu JL, Liu CS, Hung Tien-Chieh, Li GY*. 2018. Adverse reproductive performance in zebrafish with increased bioconcentration of microcystin-LR in the presence of titanium dioxide nanoparticles. Environmental Science: Nano. 5, 1208–1217.  

19.Cheng HC, Yan W, Wu Q, Liu CS, Gong XY, Hung Tien-Chieh, Li GY*. 2017. Parental exposure to microcystin-LR induced thyroid endocrine disruption in zebrafish offspring, a transgenerational toxicity. Environmental Pollution. 230, 981–988.  

20.Wang ZK, Li GY, Wu Q, Liu CS, Shen JZ*, Yan W. 2018. Microcystin-LR exposure induced nephrotoxicity by triggering apoptosis in female zebrafish. Chemosphere. 214, 598–605.

21.Liu H, Xu L, Zhou L, Han W, Li Z, Liu C. DBP induced autophagy and necrotic apoptosis in HepG2 cells via the mitochondrial damage pathway[J]. Food and Chemical Toxicology, 2023, 176: 113782.

22.Liu H, Han W, Zhu S, Li Z, Liu C. Effect of DEHP and DnOP on mitochondrial damage and related pathways of Nrf2 and SIRT1/PGC-1α in HepG2 cells[J]. Food and chemical toxicology, 2021, 158: 112696-112696.

23. Liu H, Zhu S, Han W, Cai Y, Liu C. DMEP induces mitochondrial damage regulated by inhibiting Nrf2 and SIRT1/PGC-1α signaling pathways in HepG2 cells[J]. Ecotoxicology and environmental safety, 2021, 221: 112449-112449.

24. Liu H, Huang Q, Sun H, Li J, Lin Q, Wu H, Liu C. Effects of separate or combined exposure of nonylphenol and octylphenol on central 5-HT system and related learning and memory in the rats[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019, 172: 523-529.

25. Liu H, Guo Y, Yang T, Fan Z, Huang M, Liang S, Liu C. Intervention effect of gamma aminobutyric acid on anxiety behavior induced by phthalate (2-ethylhexyl ester) in rats[J]. International Journal of Neuroscience, 2018, 128(10): 928-934.

六、 授权发明专利

1. 刘细霞, 侯建军, 陆琪等. 用于检测盐酸克伦特罗的核酸适配体及其筛选方法与应用,中国,ZL201810874140.X

2. 刘细霞, 侯建军, 陆琪等. 特异性识别邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯的核酸适配体及其筛选方法与应用. 中国, ZL201910547712.8.

3. 王弘, 刘细霞, 杨星星等. 细交链孢菌酮酸的半抗原和抗原及其制备方法与应用,中国,ZL201110375159.8

4. 侯建军, 刘细霞, 张雪莉等. 一种从黑金刚马铃薯中制备绿原酸单体的方法(排 2),中国,ZL201810769553.1