双酚A 对斑马鱼胚胎发育阶段的毒性及生物蓄积

为研究胚胎在不同发育阶段对外源化合物的毒性敏感差异,以0hpf、8hpf 和8h 终止3 种暴露方式进行染毒,探讨斑马鱼胚胎在不同暴露时段对双酚A(BPA)毒性和生物蓄积特征.结果表明,0hpf 暴露时,斑马鱼胚胎内BPA 含量与暴露浓度(0,5.00,10.00,15.00mg/L)及暴露时间(0,8,24,32,48,72h)呈明显正相关关系;在相同BPA 浓度(15.00mg/L)作用下,斑马鱼胚胎在0hpf 暴露下BPA 富集量比8hpf 的大,表现为致死与亚致死毒性都大,证明斑马鱼胚胎在发育早期(受精后到原肠胚期)对BPA 污染更为敏感;8h 终止试验进一步证明原肠胚期前的斑马鱼胚胎对BPA 的这种敏感特征.     

斑马鱼基因芯片技术在双酚A毒性机制研究中的应用

运用斑马鱼基因芯片技术和实时定量RT-PCR方法,从分子水平上研究了双酚A(BPA)对斑马鱼的毒性作用机制.试验将受精后的斑马鱼胚胎在0.5、1.5和4.5 mg/L BPA暴露8 d,基因芯片并经实时定量RT-PCR验证检测出50个特异基因表达上调或下调、并呈显著的剂量-毒性效应(p0.05).这些差异表达基因的发现证明BPA具有遗传毒性,并且通过它们功能和作用途径的分析,可以为前期工作中观察到的生理毒性和代谢紊乱等机制研究提供支持.     

不同晶型纳米TiO_2在斑马鱼体内的富集与清除

为探讨纳米材料的慢性生物效应以及材料结构对生物富集的影响,开展了A-TiO2(锐钛型纳米TiO2)和R-TiO2(金红石型纳米TiO2)在斑马鱼(Danio rerio)体内的长期富集和清除试验.采用半静态暴露试验,试验周期为46 d(暴露阶段28 d,清除阶段18 d),每种晶型设置2个处理组(ρ分别为4.0和10.0 mg/L),测定各时间点斑马鱼体内不同晶型纳米TiO2含量(以w计);以暴露阶段的BAF(生物富集系数)以及清除阶段的排出速率常数、总量清除率为终点,比较斑马鱼对2种晶型纳米TiO2的富集、清除的异同.结果表明:在暴露阶段,A-TiO2在斑马鱼体内的富集量显著高于R-TiO2,10.0 mg/L处理组斑马鱼体内富集量均显著高于4.0 mg/L处理组;4.0和10.0 mg/L的A-TiO2处理组的BAF分别为76.7和105.4 L/kg,略高于R-TiO2(41.6和36.1 L/kg),二者在斑马鱼体内均不具有生物蓄积性.在清除阶段,斑马鱼体内的2种晶型的纳米TiO2均可被排出,清除阶段的清除率为88.0%~100%;斑马鱼体内2种晶型纳米TiO2富集量的下降均符合一阶指数衰减方程,排出速率常数在0.26~1.01 d-1之间.     

苄基苯酚聚氧乙烯醚对斑马鱼中期毒性研究

该实验利用斑马鱼作为研究对象,分别暴露在暴过气的自来水中(对照组)和含苄基苯酚聚氧乙烯醚(polyoxyethylene benzylphenol ether,BP)浓度分别为2、1、0.5、0.25、0 mg/L水溶液(暴露组)中。暴露30 d后,将斑马鱼解剖收集肝脏,并分别对过氧化氢酶(CAT)、总谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、超氧化物歧化酶(SOD)含量进行测定,并观察斑马鱼肝脏和性腺病理变化。结果表明:不同浓度的BP处理30 d后,浓度为0.025、0.05和0.1 mg/L组斑马鱼的过氧化氢酶活性显著高于对照组(p0.05);浓度为0.025、0.05、0.1和0.2 mg/L组斑马鱼总谷胱甘肽(T-GSH)含量显著低于对照组(p0.05);浓度为0.2 mg/L组斑马鱼抗氧化能力显著低于对照组(p0.05);丙二醛(MDA)含量各浓度组差异不显著。浓度为0.2 mg/L组斑马鱼超氧化物歧化酶显著高于对照组(p0.05);1和2 mg/L浓度处理组对肝细胞受到较为严重的损伤。而1和2 mg/L浓度组斑马鱼卵细胞发育速度明显较对照组加快,出现了大量的发育到晚期的初级卵母细胞。结果显示不同浓度BP对斑马鱼的氧化系统有不同程度的胁迫作用,高浓度组对斑马鱼的肝脏系统损伤较为严重,而对性腺细胞有促生长作用。     

纳米塑料和砷对斑马鱼的联合毒性

以斑马鱼为供试生物,采用半静态实验法,将其分别暴露于5mg/L聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs),1、10和100μg/L砷(As)单一及其复合污染中7d,探讨PS-NPs影响下As在斑马鱼肝脏、肠道、鳃和肌肉组织中的积累,肝脏和鳃中PS-NPs的荧光强度和应激响应.结果表明:PS-NPs能在斑马鱼的肝脏和鳃中富集,且促进As在斑马鱼各组织中的积累.在5mg/L PS-NPs和100μg/L As复合污染下,肝脏、鳃、肠道和肌肉组织的As含量较As单一暴露时分别上升了35.18%、147.33%、163.12%和66.96%. PS-NPs和As的共同暴露导致肝脏的GST和GPx活性增加, MDA含量减少,氧化胁迫减弱.而鳃的GSH含量和GST活性减少,MDA含量增加,氧化胁迫增强.高浓度(100μg/L)As叠加PS-NPs后,鳃中AChE活性显著降低.相比单一As胁迫,混合暴露导致肝脏和鳃中gpx, Mn-sod, Cu/Zn-sod和ache表达量下降, PS-NPs的存在能降低As对斑马鱼氧化应激和神经毒性相关基因的诱导表达量.     

双酚AF暴露对胚胎期和幼鱼期斑马鱼的毒性效应

为明确不同发育阶段的斑马鱼对BPAF(双酚AF)暴露的易感性,采用暴露试验法初步研究了BPAF对胚胎期和幼鱼期斑马鱼的发育毒性. 结果表明:①BPAF暴露可延缓胚胎期斑马鱼的发育和孵化,使其出现心包水肿、卵黄囊异常、心率下降、心脏搏动停止等症状. ②暴露96 h后,ρ(BPAF)为2.0、2.5、3.0 mg/L暴露组胚胎期斑马鱼的畸形率高达100%,暴露24 h致畸的EC₅₀(半数效应浓度)为2.00 mg/L,暴露96 h的LC₅₀(半数致死浓度)为1.84 mg/L. ③暴露72 h后,对照组幼鱼期斑马鱼鱼鳔发育缺陷率为0;除ρ(BPAF)为1.0 mg/L暴露组外,其余BPAF暴露组幼鱼期斑马鱼鱼鳔发育缺陷率为100%. ④随着暴露时间的延长以及中毒程度的加深,幼鱼期斑马鱼出现的中毒症状依次表现为心包水肿、卵黄囊水肿、背脊弯曲、心跳停止,暴露48和72 h时其心包水肿的EC₅₀分别为1.76、1.56 mg/L,暴露96 h的LC₅₀为1.77 mg/L. 胚胎期和幼鱼期斑马鱼对BPAF暴露响应的差异分析显示,幼鱼期斑马鱼对BPAF暴露的反应更为敏感,幼鱼期斑马鱼的心包水肿症状可作为BPAF毒性响应的最佳指标之一.      

苯并三唑和镉对斑马鱼肝脏的联合毒性效应

采用转基因斑马鱼Tg (lfabp10a: dsRed; elaA:EGFP)为模型,探讨了环境中苯并三唑及其衍生物(BTRs)与重金属镉对斑马鱼的单独与联合肝脏毒性效应.结果表明,0.001~0.1μmol/L CdCl2单独暴露使斑马鱼肝脏结合蛋白基因lfabp10a表达量增强,肝脏尺寸相对空白对照组显著膨大(P<0.005),而1μmol/L CdCl2显著抑制斑马鱼lfabp10a的表达,肝脏尺寸相对空白对照组显著降低(P<0.005).苯并三唑(1H-BTR,1H-benzotriazole)相对CdCl2而言毒性较低,5 μmol/L 1H-BTR暴露时斑马鱼肝脏lfabp10a表达量增强(P=0.000).联合暴露研究发现,1H-BTR能显著降低重金属镉对斑马鱼的肝脏毒性.因此, 苯并三唑在环境污染物毒性评价中具有重要意义.     

壬基酚聚氧乙烯醚对成年雄性斑马鱼HPG轴相关基因表达的影响

本研究以模式动物斑马鱼（Danio rerio）为受试生物,采用半静态水体暴露的方式研究了不同浓度壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO）对斑马鱼雄性成鱼下丘脑-垂体-性腺轴（HPG轴）的影响.结果显示,考察浓度范围内的NPEO暴露可以显著上调斑马鱼脑中GnRH2、GnRHR1、GnRHR2、GnRHR4、FSHβ和LHβ基因,以及性腺中LHR基因的相对表达量.GnRHR和LHR基因表达量对较低浓度NPEO暴露较为敏感,其中GnRHR4和LHR基因表达量在低至0.001mg/L的NPEO暴露下即出现显著上调.0.1和10mg/L NPEO暴露可以显著抑制斑马鱼精巢中CYP17基因的表达量,而10mg/L NPEO暴露则可以显著诱导CYP19a基因的表达量.GnRH相关调控基因表达量的上调,表明NPEO暴露可以诱导下丘脑分泌GnRH,进而刺激垂体分泌GtH.NPEO暴露诱导CYP19a基因的表达,促进了内源雌激素的合成.同时,NPEO通过抑制CYP17表达,可能抑制睾酮（T）的合成,干扰斑马鱼精巢中原有的性激素平衡.斑马鱼精巢内雌激素水平升高负反馈给垂体,刺激垂体分泌促性腺激素.由此表明,考察浓度范围内（0.001~10mg/L）的NPEO的暴露可以影响雄性斑马鱼成鱼HPG轴的反馈调节.     

己烯雌酚在斑马鱼胚胎中的生物蓄积及毒性机制研究

采用HPLC和斑马鱼胚胎发育方法,测定了己烯雌酚（DES）在标准模式种斑马鱼胚胎体内的蓄积规律及胚胎毒性效应,并利用定量活性-结构分析（QSAR）和基因芯片技术,探讨了DES对斑马鱼胚胎的致毒机制.结果表明,在0.2 mg/L DES中暴露24、 48和72 h后,胚胎体内的DES含量分别为（25.78±4.95）、（54.88±7.10）和（71.93±10.55）μg/g;不同起始染毒时间（0 hpf和8 hpf）条件下,亚致死最敏感指标均为72 h孵化率抑制,EC₅₀分别为（0.14±0.09）和（0.33±0.14） mg/L,说明胚胎在发育囊胚期（发育8　h）前对DES暴露更为敏感.QSAR研究发现,DES相对其它酚类类雌激素对斑马鱼胚胎具有较高的毒性,这与它具有较高的TE值（51.121 7　eV）相关;基因芯片研究发现,5　μg/L DES暴露21　d后能导致斑马鱼成鱼部分基因表达异常.DES对斑马鱼具有一定的胚胎毒性和遗传毒性,而生化反应是致毒的关键步骤.     

莱茵衣藻的双酚A毒性效应及生物富集和降解作用研究

为探究双酚A(BPA)对藻类的毒性及藻类对BPA的生物富集和降解作用,以模式生物莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为实验材料,设置了6组不同浓度的BPA(0、4、6、8、10和12 mg/L),测定了莱茵衣藻的生长速率、叶绿素质量浓度、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)等典型指标,并进一步用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)测定了BPA在藻细胞内、培养基内的含量随时间的变化。结果表明:BPA浓度为4~6 mg/L时,衣藻的生长速率及叶绿素质量浓度受到刺激而升高,高于10 mg/L时,二者都受到抑制而降低;与空白组相比,实验组衣藻细胞中MDA的含量随BPA暴露浓度和暴露时间的增大而逐渐升高;SOD和CAT活性随着BPA浓度和作用时间的变化基本呈现为从诱导到抑制的动态过程;莱茵衣藻对BPA具有较弱的富集能力,BPA浓度为6、8、10 mg/L时,藻细胞在96 h时分别达到最大富集量20、120、140μg/g鲜重和最大生物富集系数(BCF)4.40、31.55、17.74;莱茵衣藻对BPA亦具有一定的降解能力,浓度为6、8、10 mg/L的BPA在96 h内分别有20.12%、35.44%和9.28%被藻降解,日平均生物降解量分别为0.30、0.71和0.23 mg/L。     

双酚A和四溴双酚A对大型和斑马鱼的毒性

采用静态生物急性试验的方法,研究了双酚A和四溴双酚A对大型和斑马鱼的急性毒性和生命早期阶段的生长发育影响.结果表明,大型的幼接触不同浓度的双酚A和四溴双酚A,活动会受到抑制,甚至死亡,48 h的EC₅₀分别为8.91和0.69 mg·L^-1;对斑马鱼也有明显的毒性作用,其96 h的LC₅₀分别为9.06和1.78 mg·L^-1.根据化学物质对鱼类和类的毒性评价标准,这2个化合物都属于高毒物质.双酚A和四溴双酚A对斑马鱼生命早期阶段毒性影响的研究结果表明,对斑马鱼胚胎发育有明显抑制作用,可以造成胚胎发育畸形甚至死亡,斑马鱼胚胎72 h孵化畸形是双酚A的最敏感指标,EC₅₀为2.90 mg·L^-1,72 h未孵化是四溴双酚A的最敏感指标,EC₅₀为0.14 mg·L^-1.双酚A和四溴双酚A对鱼卵发育有显著影响,双酚A对鱼卵有致畸作用,四溴双酚A抑制了鱼卵孵化.     

氟吡菌胺对斑马鱼的毒性效应

采用斑马鱼胚胎发育技术和传统毒理学方法, 研究了氟吡菌胺对斑马鱼胚胎、成鱼及仔鱼的毒性效应.结果发现,氟吡菌胺对3个阶段斑马鱼均具有致死能力,对仔鱼LC50(48h)值为0.204mg/L,成鱼LC50(96h)为0.286mg/L,幼鱼LC50(96h)为1.489mg/L.研究表明,0.0596mg/L以上浓度的氟吡菌胺对斑马鱼胚胎均有一定程度的致死效应,高浓度处理组胚胎出现心包囊肿、卵黄囊不吸收、黑色素沉积少及鱼体弯曲等症状;氟吡菌胺对斑马鱼成鱼进行14d暴露后,处理组成鱼体重下降,产卵量减少,有效卵量降低; 0.0298mg/L处理组144h子代仔鱼存活率虽然比较高,但存活鱼大部分出现心包囊肿、体弯曲等畸形.上述结果说明,水体中残留的氟吡菌胺对于斑马鱼各生命阶段的生长发育均具有潜在的危害.     

镉暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应研究

镉是一种具有强致畸性和致癌性的重金属. 为研究镉暴露对早期胚胎发育的毒性效应,以斑马鱼为模式动物,选取5个镉浓度来处理斑马鱼胚胎4~120 hpf (hours post fertilization, 受精后小时),计算镉的半致死(LC₅₀)浓度,研究7.50 mg/L镉对斑马鱼胚胎8个基因表达的影响. 结果表明:镉暴露导致斑马鱼胚胎产生小头、小眼、躯干弯曲、心脏发育异常以及死亡等异常. 通过原位杂交和定量PCR方法分析镉对抗氧化基因(prdx1和gstp1.2)、转录翻译相关基因(atf3、jdp2b和eif4a1b)、应激反应相关基因(hsp70l和hsp90aa1.1)以及脂肪酸结合蛋白基因(fabp7a)表达的影响,发现镉暴露将改变上述基因在组织和器官的表达及表达水平,这些影响可能与镉导致斑马鱼胚胎嗅球、侧线、神经和心脏的发育异常有关. 研究显示,镉的LC₅₀浓度为15.20 mg/L,7.50 mg/L的镉可影响斑马鱼胚胎的氧化应激、转录翻译和早期神经发育等过程,并通过影响基因表达从而干扰斑马鱼胚胎发育,进而可能造成个体嗅觉、视觉和运动等功能缺陷.      

油制气废水中毒害有机物分析及一般特征

对油制气废水特征进行较全面的调查和分析,给出GC/MS(气相色谱-质谱联用)分析的一般前处理流程、废水的一般特征数据及废水中芳烃类毒害有机物的GC/MS分析结果.废水中COD_Cr、BOD₅、酚、氨氮、可萃取有机物的值分别可达(mg·L^-1):400～600、60～80、20～30、60～80、170～200.GC-MS检测到79种芳烃类有机物,这些有机物进、出水浓度总和分别为140.79mg·L^-1、129.11mg·L^-1.分析数据表明油制气废水毒性强、较难进行生物处理.     

1,2,4-三氯苯对斑马鱼生殖和胚胎发育毒性效应

采用斑马鱼胚胎早期发育技术研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对成年斑马鱼(Danio retio)和斑马鱼受精卵染毒后胚胎生命早期阶段生长发育的影响.结果发现,大于5mg/L 剂量的1,2,4-TCB有明显发育毒性,会导致胚胎致畸,引起胚胎凝集或死亡.1,2,4-TCB对成年斑马鱼和斑马鱼受精卵染毒后,胚胎的致死率均与1,2,4-TCB处理之间呈现时间-效应和剂量-效应关系.高浓度的(15 mg/L) 1,2,4-TCB对成年斑马鱼的染毒,其平均产卵量和受精率均降低.成年斑马鱼或者受精卵接触1,2,4-TCB后,胚胎发育中典型的非致死效应—心包囊水肿和脊柱畸形的比例均随着1,2,4-TCB的浓度升高而逐渐升高.同浓度1,2,4-TCB处理后,斑马鱼胚胎直接染毒造成的非致死毒性效应更强.结果表明,水体中残留的1,2,4-TCB对于鱼类的生殖和发育具有潜在的危害.     

饮用水中内分泌干扰物双酚A的臭氧氧化降解研究

采用臭氧氧化工艺对饮用水中内分泌干扰物双酚A特性进行了研究.研究表明:在原水浓度为1.0mg/L左右,臭氧总投加量为1.0、1.5和2.0mg/L条件下,30min BPA去除率可达70%、82%和90%.通过考察不同臭氧投加量、不同本底条件、不同BPA初始浓度和不同臭氧投加时间对BPA臭氧氧化的影响,分析得出臭氧投加量对BPA的降解占主导地位,而臭氧接触时间对去除效果的影响很小;采用紫外波长扫描确定在臭氧降解BPA的同时生成了在UV₂₅₄上有吸收的产物.通过考察臭氧氧化双酚A过程中UV₂₅₄的变化,提出低臭氧投加量下BPA不能完全被氧化,而采用缩短臭氧投加时间、加大臭氧投加量以及提高水中余臭氧浓度等方法,有利于水中BPA的完全降解.     

肼与苯肼对斑马鱼胚胎和仔鱼的毒性研究

采用国际新推出的鱼类长效应测定技术对水中肼与苯肼的毒性进行了测定。结果表明,胼对鱼类具有很大毒性,对斑马鱼胚胎发育有影响,最低影响浓度(LOEC)为0.049mg/L,无影响浓度(NOEC)为0.0245mg/L,对仔鱼存活的最低影响浓度为0.0035mg/L,无影响浓度为0.00175mg/L。苯肼的毒性比肼大,对斑马鱼鱼卵孵化的LOEC为0.0078mg/L,NOEC为0.0039mg/L,对仔鱼生存的LOEC为0.00098mg/L,NOEC为0.00049mg/L.结果表明,仔鱼比鱼卵对肼及苯肼的毒性更敏感.笔者认为斑马鱼胚胎和仔鱼毒性实验方法是一个能反映毒物对鱼类长期毒性效应的快速实验技术值得推广使用。     

Immunotoxicity of bisphenol a to Carassius auratus Lymphocytes and macrophages following in vitro exposure

Bisphenol A （BPA） is the monomer component of polycarbonate plastics and classified as an endocrine disrupting chemical （EDC）. The reproductive toxicity of BPA has been extensively studied in mammals; however, relatively little information is available on the immunotoxic responses of fish to BPA. In this study, we investigated the effects of BPA on the immune functions of lymphocytes and macrophages in Carassius auratus. The effects of BPA were compared with those of two natural steroid hormones, estradiol and hydrocortisone. Proliferation of the two types of cells in response to PHA was measured using colorimetric MTT assay. Macrophage respiratory burst stimulated by Con A was measured using chemiluminescence assay. Results showed that BPA （0.054-5.4 mg/L）, estradiol （0.0002-2.0 mg/L） and hydrocortisone （5-50 mg/L） significantly induced Carassius auratus lymphocyte proliferation while higher doses of hydrocortisone （500-5000 mg/L） appeared to be inhibitory. BPA （0.005-50 mg/L）, estradiol （0.005-800 mg/L） and hydrocortisone （0.005-500 mg/L） markedly enhanced macrophage proliferation, whereas higher doses of BPA （500-1000 mg/L） appeared to inhibit cell proliferation. Furthermore, higher dosage of BPA （50 mg/L） and hydrocortisone （50 and 500 mg/L） suppressed the macrophages respiratory burst while estradiol is stimulative all the doses tested （0.05-500 mg/L）. In conclusion, BPA could have immunotoxicity to Carassius auratus and functional changes of lymphocyte and macrophage in Carassius auratus may be different between low and high dosages.