杜克大學研究人員發現接觸壓裂化學品和廢水會刺激脂肪細胞的發育

杜克大學的科學家們用培養基中的細胞來測試壓裂廢水和被汙染的地表水的樣本。左邊是一種叫做羅格列酮的藥物，它可以產生脂肪細胞並導致體重增加。右邊是稀釋的水力壓裂廢水。黃色標記脂肪在細胞內積聚。藍色標誌著新的脂肪細胞正在生成。來源:Chris Kassotis, Duke University

根據杜克大學長官的一項新研究，在實驗室中暴露於水力壓裂化學物質和廢水會促進活細胞中脂肪細胞的發育或脂肪生成。

研究人員觀察到，將活的老鼠細胞置於一種23種常用的壓裂液混合物中後，脂肪細胞的大小和數量都會增加。他們還觀察到這些影響是在將細胞暴露於據信受到廢水汙染的壓裂油井、氣井和地表水的廢水樣本之後。這項發現發表在6月21日的《整體環境科學》雜誌上。

杜克大學尼古拉斯環境學院博士後研究員克里斯·卡索蒂斯(Chris Kassotis)長官這項研究，他說：「我們看到了脂肪細胞的大量增殖和脂質的積累，即使廢水樣本從原始狀態稀釋了1000倍，受廢水影響的地表水樣本被稀釋了25倍。」他說：「我們不需要濃縮樣本來檢測效果，而是將它們稀釋後仍能檢測到效果。」

卡索蒂斯和他的同事之前的實驗室研究表明，在懷孕期間接觸到23種水力壓裂化學物質的嚙齒類動物更容易受到代謝、生殖和發育健康的影響，包括體重增加。

卡索蒂斯說，還需要進一步研究，以評估在實驗室外飲用或實際接觸受影響的地表水的人或動是否會產生類似的影響。

在美國，超過1000種不同的化學物質被用於水力壓裂，其中許多已經通過實驗室測試被證明在細胞和動物模型中作為內分泌干擾化學物質。

為了進行這項研究，卡索蒂斯和他的同事於2014年在科羅拉多州和西弗吉尼亞州的非常規(又稱水力壓裂)石油和天然氣生產地附近收集了壓裂廢水和廢水汙染的地表水樣本。

然後，實驗室培養的小鼠細胞在兩周內以不同濃度或稀釋液暴露於這些水中。研究人員測量了培養過程中脂肪細胞的發育是如何受到影響的。他們進行了類似的試驗，將細胞模型暴露在23種壓裂化學品的混合中。

在每個實驗中，其他細胞都暴露在羅格列酮中，羅格列酮是一種非常有效的藥物，可以激活脂肪細胞分化，導致人體體重增加。

結果表明，23種化學混合物對脂肪積累的誘導作用約為強效藥物的60%；稀釋後的廢水樣品產生的脂肪積累量約為80%；稀釋後的地表水樣品誘導的脂肪積累量約為40%。

在這三種情況下，在接觸化學物質或水樣的細胞模型中發育的前脂肪細胞或前體脂肪細胞的數量比暴露於羅格列酮的細胞模型中的數量要大得多。

這些測試還提供了對可能導致這些影響的機制的洞察力。

「激素受體PPAR-γ的激活，通常被稱為脂肪細胞分化的主調節因子，在一些樣本中發生，而在其他樣本中，不同的機制，如抑製甲狀腺或雄激素受體，似乎起作用，」卡索蒂斯解釋說。