研究揭示水稻中汞、硒的暴露途径

汞污染区稻米富含甲基汞是一个普遍现象，稻米甲基汞污染对人体健康的影响不容忽视。汞的毒性与其化学结构（分子结构）密切相关，如：二甲基汞衍生物是剧毒物质，硒化汞可在生物体内富集但毒性较小，氯化甲基汞的毒性是半胱氨酸甲基汞的10倍以上。由于甲基汞与巯基（-SH）间具有极强的亲和力，因此，游离的甲基汞（CH3Hg+）在生物体内不会大量存在，而一般是与含有巯基的生物大分子，如与半胱氨酸（Cysteine）、谷胱甘肽（Glutathione）、清蛋白（Albumin）等进行配位，不同的配位方式决定了甲基汞在生物体内的运移行为。例如，与谷胱甘肽配位的甲基汞很难被吸收、运移，表现出生物体对甲基汞的解毒作用；与半胱氨酸结合的甲基汞则易于穿过血脑和胎盘屏障，直接对生物体靶器官产生毒害作用。从分子生物学的角度来看，明确稻米中汞的空间分布特征、化学形态及其结合方式，是全面理解其生物有效性、新陈代谢过程及毒性特征的前提，在汞的毒理学研究领域具有非常重要的理论和现实意义。

中国科学院高能物理研究所多学科研究中心生物医学组赵甲亭、高愈希等人基于贵州清镇汞污染现状，通过实验室模拟水稻汞暴露剂量及条件，利用同步辐射技术、电感耦合等离子体质谱技术（icp-ms）等金属组学方法，详细研究了水稻植株内的硒、汞相互作用，相关研究成果以题为seleniummodulatesmercuryuptakeanddistributioninrice(oryzasatival.),incorrelationtomercuryspeciesandexposurelevel的研究论文发表在国际金属组学专门杂志metallomics上。该工作中的x射线荧光成像（xrf）得到了北京同步辐射装置4w1b实验站陈栋梁等的大力支持。

我国是亚洲最大的汞生产和使用国，长期的汞矿开采、冶炼、涉汞物品使用以及燃煤等造成了部分地区严重的汞污染。水稻可以吸收、转运和富集汞，因此，食用稻米是我国居民汞暴露的一条重要途径。硒是人体必需的一种微量元素，对维系机体生命活动具有重要的意义，并可拮抗汞的毒性。

该研究通过利用实验室水培，结合土培方法对汞暴露水稻进行适量的补硒，发现补硒不仅可以提高稻米的产量，而且可以降低水稻各组织中的汞含量，抑制水稻对汞的吸收、转运和蓄积。硒在降低稻米糊粉层中汞含量的同时，还可以显著降低汞在稻米胚部位的蓄积，说明硒可以缓解汞对水稻发育的影响。研究中还发现，硒对水稻中无机汞的吸收、转运和蓄积的抑制作用要比对甲基汞的影响更显著，提示水稻对无机汞和甲基汞的吸收、转运和蓄积过程不同。该研究表明硒可以降低汞对水稻的植物毒性，并且抑制汞在稻米中的蓄积，对进一步探索提高我国汞污染区稻米质量的途径具有重要意义。除水稻外，高能所多学科中心还利用金属组学方法研究了大蒜、线虫、小鼠、大鼠及人体内的硒汞拮抗作用。