五氯酚对稀有鮈鲫胚胎毒性效应研究

研究五氯酚(PCP)对稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)胚胎的致畸和毒性效应.以7.5,30,60,120,250μg/L5个浓度的PCP对0hpf(hpf,受精卵孵出时间)的稀有鮈鲫胚胎进行暴露染毒,同时设置空白对照组、二甲基亚砜溶剂对照组和雌二醇(EE2,2.5ng/L)阳性对照组.在立体显微镜下观察整个胚胎的发育过程,统计胚胎的孵化率、96hpf相对存活率和各时期的畸形率,并利用半定量RT-PCR检测胚胎中CYP1A基因和p53基因mRNA的表达.结果表明,PCP暴露能延迟稀有鮈鲫胚胎发育,并造成胚胎卵凝结、心包囊肿、脊柱弯曲等多种畸形甚至死亡.随着PCP暴露浓度的升高,稀有鮈鲫胚胎的孵化率和96hpf相对存活率降低,各时期的畸形率增加,并呈现一定的浓度效应.稀有鮈鲫胚胎CYP1A基因和p53基因mRNA表达被显著诱导,并随PCP浓度的升高而增加.PCP对稀有鮈鲫胚胎发育表现为显著的毒性效应.稀有鮈鲫胚胎孵化率、96hpf相对存活率、各时期畸形率及CYP1A基因和p53基因的诱导表达可以作为评价PCP毒性作用的敏感指标.     

苯并芘对稀有鮈鲫的内分泌干扰效应研究

为评价典型有机污染物对长江三峡库区上游特有珍稀鱼类的环境风险,本实验以稀有鮈鲫为对象,研究了低剂量多环芳烃(PAHs)暴露而引起的内分泌干扰效应.将成年稀有鮈鲫暴露于不同浓度(0、0.1、0.3、1.0和3.0μg·L-1)的苯并芘(Ba P)中28 d,测定了体质系数、性激素含量、下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴和肝脏中与繁殖相关基因的表达.结果显示:在雌鱼中,Ba P暴露后,睾酮(T)的含量显著升高,雌二醇(E2)的水平显著下降并改变了T/E2的比值;在雄鱼中,T和E2的含量都显著下降.雌雄鱼性激素的改变可能与类固醇合成相关基因(Cyp17、Cyp19a)表达量的改变有关.Ba P暴露显著抑制了雌雄鱼肝脏中卵黄蛋白原(VTG)基因的表达.以上检测到的激素或者基因表达的改变主要发生在高剂量(3.0μg·L-1)Ba P暴露下,而长江上游库区水体中多环芳烃含量较低(100 ng·L-1),因此推测,库区存在的多环芳烃不会对三峡库区上游水体中的鱼类产生内分泌干扰效应.     

稀有鮈鲫HMGR基因全长克隆及雄鱼经五氯酚暴露基因表达的分析

3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase,HMGR)是甲羟戊酸(mevalonic acid,MVA)途径中的第一个关键限速酶.克隆稀有鮈鲫HMGR基因全长,分析该基因在不同组织及雄鱼经不同浓度五氯酚(pentachlorophenol,PCP)暴露的表达差异,探索PCP对类固醇激素前体(胆固醇)合成水平基因转录调控的内分泌干扰机制.采用同源克隆策略及cDNA末端快速扩增技术(rapid-amplification of cDNA ends,RACE),从稀有鮈鲫肝脏中首次克隆得到3 101碱基(bp)的HMGR基因cDNA全长,基因命名为GrHMGR(GenBank accession No:KF885724).GrHMGR编码884个氨基酸,系统发育树分析表明,GrHMGR编码的蛋白与其他鱼类来源的HMGR氨基酸序列同源性较高.Real-time PCR分析表明GrHMGR的表达有组织特异性,在大脑,性腺和肝脏中均有表达,性腺中表达量最高.稀有鮈鲫雄鱼经不同浓度PCP暴露后,GrHMGR在大脑和性腺的表达随PCP浓度的增加显著下降,然而在肝脏组织中表达趋势有所不同.HMGR的表达下降会减少胆固醇的合成.说明PCP暴露会通过干扰稀有鮈鲫的胆固醇合成途径,进而对内分泌系统产生影响.     

基于SCGE的五氯酚对稀有鮈鲫DNA损伤的研究

采用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术,研究了在不同的染毒时间内不同浓度的五氯酚(PCP)对稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)血细胞和肝脏细胞DNA的损伤.结果显示,各PCP染毒组细胞彗星尾部DNA含量 (%DNAT) 和彗星尾长(TL) 显著增加,与空白对照组比较,差异极显著(P0.926,说明在实验浓度范围内, 存在显著的浓度-效应关系.在同一浓度下,随着暴露时间的增加,处理组%DNAT和TL逐渐增加,存在显著的时间-效应关系.由于PCP可引起稀有鮈鲫血细胞和肝脏细胞DNA的严重损伤,因此稀有鮈鲫血细胞和肝脏细胞DNA的损伤可作为PCP遗传毒性的指示.     

溴氰菊酯对稀有鮈鲫早期生命阶段发育和内分泌干扰毒性

采用半静态水体暴露方式研究了水中溴氰菊酯对稀有鮈鲫早期生命阶段的发育毒性与内分泌干扰效应.结果表明,影响稀有鮈鲫胚胎孵化的LOEC (最低可观察效应浓度)>3.0μg/L;影响稀有鮈鲫仔鱼发育畸形和死亡指标的LOEC和NOEC (无可观察效应浓度)分别为1.0和0.33μg/L.低至0.04μg/L的溴氰菊酯暴露便可显著下调稀有鮈鲫幼鱼体内雄激素受体基因(AR)表达量并上调甲状腺激素受体基因(TRβ)表达量;0.11μg/L的溴氰菊酯暴露可以下调稀有鮈鲫幼鱼体内雄激素受体基因(AR)、雌激素受体基因(ER1、ER2b)和芳香烃受体基因(AhR1a)的表达量,并上调甲状腺激素受体基因(TRβ)表达量;0.33μg/L的溴氰菊酯可以下调稀有鮈鲫幼鱼体内雄激素受体基因(AR)、雌激素受体基因(ER1、ER2b)、芳香烃受体基因(AhR1a、AhR1b、AhR2)的表达量,并诱导甲状腺激素受体基因(TRβ)表达量的上调.上述作用浓度水平已经处于多个天然水体中溴氰菊酯的检出浓度范围,因此,关于水体残留溴氰菊酯对鱼类的内分泌干扰效应必须予以重视.     

全氟辛烷磺酸(PFOS)对斑马鱼卵黄蛋白原mRNA水平的影响

为了研究环境低剂量全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonate,PFOS）对水生生物的内分泌干扰效应和可能的作用机制,测定了PFOS对斑马鱼（Brachydanio rerio）肝脏中卵黄蛋白原（vitellogenin,VTG）mRNA水平的影响.将斑马鱼暴露于4个PFOS的环境低剂量浓度组（0.1、1、10、100μg.L-1）中进行21d毒性试验,收集肝脏样品,提取RNA,采用荧光定量PCR（qRT-PCR）分别检测VTG1和VTG3的mRNA水平.结果表明：①PFOS暴露引起雄性斑马鱼肝脏VTG1和VTG3 mRNA水平升高,VTG1 mRNA水平升高与剂量呈正相关,在100μg.L-1暴露浓度处与对照组呈现显著性差异;VTG3的mRNA水平变化与剂量呈倒U型曲线,呈现典型的毒物刺激荷尔蒙效应,在10和100μg.L-1暴露浓度处与对照组呈现显著性差异;②PFOS暴露引起雌性斑马鱼肝脏中VTG1 mRNA水平升高,在10μg.L-1暴露浓度处与对照组呈现显著性差异,但在高浓度（10和100μg.L-1）处试验结果误差较大;VTG3 mRNA水平只在10μg.L-1暴露浓度处升高,但相比于对照组均没有显著性差异.试验结果表明PFOS暴露对斑马鱼的内分泌干扰作用明显,其毒性作用机制可能是类雌激素效应,而肝脏中VTG1和VTG3mRNA水平可能作为PFOS内分泌干扰效应评价的敏感生物标志物,但VTG1和VTG3 mRNA水平的响应曲线呈现基因亚型和性别差异.     

氨氮对稀有鮈鲫胚胎及卵黄囊期仔鱼的毒性效应研究

为探究氨氮溶液暴露对鱼类早期发育阶段产生的毒性,本研究选取中国特有种稀有鮈鲫为试验材料,观察并记录了胚胎至卵黄囊期仔鱼发育过程中一些具代表性的毒理学终点,同时选取了氨转运体蛋白Rhbg基因作为毒性指标,反映暴露在氨氮溶液中的稀有鮈鲫胚胎的Rhbg基因表达变化情况.结果表明,本研究所选取的氨氮溶液暴露影响了胚胎及仔鱼的孵化率、死亡率、心率减缓和心律不齐、未形成功能性的鳔、体长体重的降低以及心包、卵黄囊水肿的发生等多种毒性效应,对其它毒理学终点有较为微弱的影响.氨氮溶液的暴露影响了氨转运体蛋白Rhbg基因的表达变化,特别是在72 h时显著性影响了Rhbg基因的表达变化,Rhbg基因在稀有鮈鲫胚胎时期氨氮转运方面可能有着重要的功能.     

稀有鮈鲫和日本青鳉肝细胞原代培养及其对2,3,7,8-TCDD的敏感性比较

利用胰酶消化和机械分散相结合的方法对稀有鮈鲫和日本青鳉的肝细胞进行分离和培养,测定了不同培养时间下两种原代培养肝细胞的活力,研究了两种原代培养肝细胞受到2,3,7,8-TCDD暴露后EROD活力变化的时间-和浓度-效应关系.结果表明,稀有鮈鲫和日本青鳉的肝细胞产率分别达到2.0×107cells.g-1和1.5×107cells.g-1,稀有鮈鲫原代肝细胞的活力可以稳定地保持5d,日本青鳉原代肝细胞的活力至少可以稳定地保持1周;不同浓度TCDD暴露后,两种鱼的原代肝细胞EROD活力变化均显示良好的时间-浓度-效应关系,TCDD诱导稀有鮈鲫和日本青鳉原代肝细胞EROD活力的最低可观察效应浓度(LOEC)分别为4pg.mL-1和1pg.mL-1;TCDD诱导日本青鳉原代肝细胞EROD活力的EC50值低于稀有鮈鲫.就原代肝细胞培养操作和对毒物胁迫的敏感性而言,日本青鳉优于稀有鮈鲫.     

氢化可的松对雄性稀有鮈鲫肾上腺激素调节功能基因的干扰作用

克隆了稀有鮈鲫促肾上腺皮质素释放激素(CRF)、阿片黑素促皮质素原(POMC)和糖皮质素受体(GR)基因片段,设计了物种特异性引物.BLAST分析结果显示,所克隆基因与斑马鱼、鲫鱼和鲤鱼相应基因的同源性超过90%.通过短期暴露实验研究了氢化可的松对稀有鮈鲫雄性成鱼主要脏器的毒性,并通过荧光定量PCR方法测定了其对上述基因表达的影响.结果显示,在0～125μg·L-1浓度暴露下,实验鱼体长、体重、性腺指数、肝脏指数和肾脏指数等指标与对照组均无显著差异.鱼脑CRF基因在暴露组较对照组有显著上调;脑POMC基因在低浓度暴露组显著上调,而在高浓度暴露组显著下调;且CRF和POMC基因的表达谱随浓度变化都呈现非典型剂量效应关系;肝脏GR基因在氢化可的松低暴露浓度组时较对照组明显下调.高浓度组时显著上调.以上结果表明,在分子水平上氢化可的松能够干扰鱼的肾上腺激素调节功能,但在器官和个体水平上没有表现出明显的毒性;HPA轴中的CRF、POMC和GR功能基因可以作为肾上腺皮质激素干扰物的敏感生物标记.     

CdSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫胚胎发育的影响及其氧化应激作用

本研究以稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为对象,研究了不同浓度CdSe/ZnS量子点(QDs)暴露下,稀有鮈鲫胚胎发育过程中自主运动频率、内心率和体长的变化,以及利用体内超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)作为毒性指标,反映CdSe/ZnS QDs暴露对稀有鮈鲫胚胎发育的氧化应激作用.结果显示:CdSe/ZnS QDs对稀有鮈鲫胚胎72 hpf(hours post fertilization)的半致死浓度(LC50)为319.629 nmol·L-1,96 hpf的半致畸浓度(EC50)为203.312 nmol·L-1.CdSe/ZnS QDs暴露不仅影响稀有鮈鲫胚胎死亡率、畸形率、自主运动频率、孵化时间和孵化率,而且使其内心率减缓、体长缩短,导致胚胎卵凝结,心包囊肿,出现脊椎弯曲等多种毒性现象.同时发现,CdSe/ZnS QDs暴露导致稀有鮈鲫体内MDA含量增加以及SOD活力的降低.这表明CdSe/ZnS QDs对稀有鮈鲫胚胎发育具有致畸、致死作用,而氧化应激可能是引起其胚胎致畸、致死的重要机制之一.     

稀有■鲫、大鳞泥鳅——新的七天亚慢性毒性试验材料

讨论了稀有鲫和大鳞泥鳅作为七天亚慢性毒性试验材料的可行性?依据生长和现存量作为观察指标,测定了铬?铜?锌?镉和五氯酚对稀有鲫的无可观察效应浓度(NOEC)和最低可观察效应浓度(LOEC),铬和五氯酚对大鳞泥鳅的NOEC和LOEC?铬?铜?锌?镉和五氯酚对稀有鲫的NOEC分别是2500,10,200,20,80μg/L,LOEC分别是5000,20,400,40,160μg/L?铬和五氯酚对大鳞泥鳅的NOEC是2500和80μg/L,LOEC是5000和160μg/L?试验结果表明,稀有鲫和大鳞泥鳅是七天亚慢性试验的好材料?      

五氯酚对HeLa细胞毒性及DNA损伤的研究

以人宫颈癌HeLa细胞为研究对象,运用MTT法检测PCP处理后HeLa细胞的增长抑制率;通过测定细胞培养液中乳酸脱氢酶(LDH)的漏出率和总超氧化物歧化酶(SOD)的活性,评价PCP的细胞毒性作用;彗星实验检测HeLa细胞经不同浓度PCP处理后的DNA损伤.结果表明,PCP对HeLa细胞的半数抑制浓度(IC50)为66.59μmol.L-1;HeLa细胞在12.5、25、50、100和200μmol.L-1 PCP染毒条件下,LDH的漏出率随着染毒时间的增加逐渐增大,具有明显的时间-效应关系,在12.25、17.5和25μmol.L-1 PCP染毒下,细胞培养液中SOD的活性随着染毒时间的增加逐渐下降,存在显著的时间-效应关系,低浓度PCP(25μmol.L-1)显著增加细胞培养液中LDH的漏出率以及PCP(12.25μmol.L-1)显著降低总SOD的活性;PCP(实验浓度为6.25、12.5、25和50μmol.L-1)不会导致HeLa细胞DNA损伤.因此SOD和LDH可作为评价低浓度PCP毒性效应的敏感性生物标志物.     

Cu暴露条件下翡翠贻贝（Perna viridis）消化腺内金属和类金属硫蛋白的变化

通过室内急性暴露实验研究了翡翠贻贝（Perna viridis）消化腺富集Cu及其MTLP （metallothionein like protein）水平随时间的变化规律.结果表明,2种Cu浓度暴露条件下（12.7 μg/L和63.5 μg/L）,贻贝消化腺内Cu的平均吸收速率分别为2.045和7.028 μg·（g·d）^-1,富集系数分别为2 074和1 619.实验测定了所有样本的溶解态Cu与总Cu含量,2个暴露组二者的比值随时间呈现出不同的变化趋势,低浓度组先降低随后上升到与对照样本几乎相同的水平,而高浓度组一直呈下降趋势,表明不同污染程度生物体内金属消化机制进程存在差异.利用Brdicka极谱法测定了贻贝消化腺内MTLP的含量,对照组贻贝消化腺的MTLP平均含量为（0.551±0.037）mg/g;12.7 μg/L Cu暴露组MTLP含量随时间的变化范围是0.407～0.699 mg/g,而63.5 μg/L Cu暴露组在暴露初始MTLP水平就显著增加（p<0.001）,变化范围由初始0.942 mg/g降至0.826 mg/g.分析结果表明贻贝消化腺内的MTLP水平随着水体及生物体内的金属含量升高而增加,并与体内Cu浓度成明显的负指数增长关系（p<0.000 1）.     

3种刺激性化学战剂对鱼类的急性毒性

采用国际通用鱼种斑马鱼(Brachydaniorerio)及中国特有鱼种稀有鮈鲫(Gobiocyprisrarus)2种试验生物,对二苯氰胂、二苯氯胂、苯氯乙酮3种化学战剂进行了静态及半静态2种方式的急性毒性测试.结果表明,对于不稳定受试物,半静态试验方式更能满足对浓度的质量控制要求;对于鱼类,这3种化学战剂均属于极高毒性水平;这3种化学战剂对于鱼类的急性毒性程度不同,二苯氰胂、二苯氯胂的毒性在同一水平,其中二苯氯胂毒性略强些,苯氯乙酮较另2种物质的毒性弱一个量级,比较2种鱼类的试验结果得出,稀有鮈鲫与斑马鱼敏感性相似.      

Endocrine disrupting effects on Chinese rare minnow (Gobiocypris rarus) fed with field collected Limnodrilus sp

The potential endocrine disrupting effects and other toxicity effects on aquatic biota resulted from food uptake was simulated by feeding the laboratory cultured rare minnow ( Gobiocypns rams) with field collected Limnodnlus sp. The results indicated that the food chain processes affected significantly the growth, slightly reduced gonadosomatic indices, and elevated hepatosomatic indices. There was an obvious vitellogenin(VTG) induction, which generally only occurred in mature female, in the serum of juvenile rare minnow and mature male when fed with Limnodrilus sp. In addition, the rare minnow feeding on Limnodnlus sp. had significantly high renal indices, it meant obvious renal hyperplasia. The present work suggested that Limnodnlus sp. from field water may contain toxic pollutants and could lead to endocrine disruption effects to the predators. It was concluded that endocrine disruptors may not only be assimilated through water, but also be bioconcentrated through food web. The results also suggested the importance of food selection in conducting the study of endocrine disruption effects using sensitive species.     

五氯酚对斜生栅藻的毒性效应研究

以斜生栅藻细胞的生长状况、色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)及蛋白质含量的变化作为指标,研究了不同质量浓度的五氯酚(0,0.02,0.05,0.10,0.50,1.00 mg/L)对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的毒性效应.24,48,72,96和120 h五氯酚对斜生栅藻的EC50分别为0.883,0.283,0.225,0.168和0.192 mg/L.斜生栅藻生长受抑制程度随五氯酚质量浓度增加而加强,当五氯酚的质量浓度超过0.50 mg/L时,斜生栅藻的生长几乎完全受到抑制.染毒96 h的斜生栅藻色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量以及蛋白质含量随着五氯酚质量浓度的增加呈下降趋势,色素比例失调,色素对五氯酚的敏感程度为:类胡萝卜素＞叶绿素a＞叶绿素b;可溶性蛋白质含量与色素含量的减少呈明显线性相关(r=0.793,n=6).