壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响(Effects of Long-Term Exposure to Nonylphenol on Secondary Sexual Characteristics and Sperm Motility of Male Zebrafish（Brachydanio rerio）)

研究了不同浓度下(0(对照)、0.1、1、10、100μg·L-1)壬基酚(NP)长期暴露对斑马鱼(Brachydanio rerio)雄鱼第二性征、精子活力的影响.结果表明,NP暴露对斑马鱼第二性征的影响显著,可导致雄性个体出现泄殖乳突、腹部膨大等典型雌性化特征.100μg·L-1NP暴露导致76.9%的雄鱼出现泄殖乳突.NP暴露对斑马鱼精子激活率的影响显著,随NP暴露浓度升高精子激活率下降,呈现负相关的剂量-效应关系.NP暴露对斑马鱼精子寿命和精子剧烈运动时间均有显著影响.低剂量(0.1μg·L-1)和高剂量(100μg·L-1)NP暴露下精子寿命及其剧烈运动时间显著缩短,而中等剂量(10μg·L-1)NP对上述指标影响不显著(p>0.05).斑马鱼第二性征、精子活力可作为指示水体环境雌激素毒理学效应的敏感指标.     

五氯酚和八氯代二苯并二噁英复合暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

为了评价环境中五氯酚(PCP)和八氯代二苯并二噁英(OCDD)对水环境以及鱼类的影响,以斑马鱼为模式生物,研究了PCP和OCDD对其胚胎发育的单一及复合毒性效应.结果表明,PCP单独暴露(浓度25μg·L-1～5mg·L-1)对斑马鱼胚胎发育具有较强的毒性效应,可导致胚胎孵化率显著下降,死亡率、畸形率显著上升,而OCDD单独暴露(200、500μg·L-1)对斑马鱼胚胎发育没有明显的毒性效应;OCDD与环境浓度的PCP复合暴露(OCDD+PCP1:250μg·L-1+25μg·L-1;OCDD+PCP2:250μg·L-1+50μg·L-1)对斑马鱼胚胎的存活与发育等没有显著影响,对斑马鱼胚胎内CYP1A基因表达以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的酶活力也没有显著影响,在实验浓度下二者共存没有明显的复合毒性效应。     

双酚A对斑马鱼精巢性激素生成酶基因表达的影响

为了解环境雌激素对鱼类精巢发育的影响,将成年雄性斑马鱼(Danio rerio)暴露于不同浓度双酚A(0、500、1 000、2 000、4 000μg·L-1)下21 d,并在此基础上,进一步研究了暴露在相同浓度(BPA2 000μg·L-1)不同暴露时间下各基因表达的动力学模式。用荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测试验鱼精巢性激素合成相关细胞色素P450酶类基因(CYP17、CYP11B和CYP19A)以及雌、雄激素受体和促卵泡激素受体(ERα、ERβ、AR和FSHR)基因的表达,用常规组织学方法研究试验鱼精巢结构的变化。结果表明,BPA促进了精巢内源雌激素合成相关酶类基因CYP19A和雌激素受体ERαmRNA、ERβmRNA的表达,且BPA浓度为2 000μg·L-1时3者的表达量显著上调,同时随着暴露时间的延长,具有明显的时间累积效应。1 000μg·L-1BPA可导致斑马鱼精巢CYP17 mRNA的表达量显著下调,BPA2 000μg·L-1暴露12 d引起了CYP11B mRNA表达下调,而随着暴露时间的延长有所回升,但它对精巢AR mRNA的表达却无明显影响。同时,BPA 500μg·L-1引起了FSHR基因的显著上调,在时间动态学上,呈上升趋势。在组织学上,2 000μg·L-1BPA引起斑马鱼精巢生精小管内精子浓缩严重,精原细胞(Sg)和精母细胞(PS和SS)数目都有所减少,BPA 4 000μg·L-1组斑马鱼精巢退化。因此,BPA可诱导精巢内源雌激素合成和雌激素受体的表达,提高雌激素效应,通过抑制CYP17基因的表达,一定程度上抑制雄激素的合成,从而引起斑马鱼精巢组织的破坏。同时,据实验数据推测,雄激素的下调可能启动了下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴的负反馈调节机制,而此作用机制还有待进一步研究。     

壬基酚在蛋白核小球藻和大型溞体内的富集与传递

为探究壬基酚(nonylphenol,NP)在水生生物中的富集传递效应,选择以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和大型溞(Daphnia magna)为研究对象,开展蛋白核小球藻对NP的富集效应实验,及NP在蛋白核小球藻和大型溞体内的传递效应实验。研究结果表明,NP对蛋白核小球藻的96 h半数效应浓度(96 h-EC50)为3.13 mg·L~(-1),对蛋白核小球藻的生长和叶绿素含量的影响呈现明显的剂量-时间效应。NP对大型溞的48 h半数效应浓度(48 h-LC50)为37.41μg·L~(-1),属于高毒类化合物。蛋白核小球藻暴露于0.05 mg·L-1NP 4 h后,其生物富集系数(BCF)为5 144.93,富集量为252.2μg·g~(-1),在12 h内对NP的生物富集系数(BCF)最高达12 053.64,富集量为1 181.73μg·g~(-1)。以0.05 mg·L-1NP中暴露4 h后的蛋白核小球藻为饵料投喂大型溞7 d后,大型溞体内NP富集量最高达3.6μg·g~(-1)。0.05 mg·L~(-1)NP直接暴露组大型溞暴露10 d后,大型溞体内NP富集量最高达4.02μg·g~(-1)。蛋白核小球藻对NP具有较强的富集能力,能够通过摄食过程将NP传递到大型溞,经传递的NP能够显著抑制大型溞的生长、繁殖、摄食等生命活动。论文为评估NP在水生生态系统中的污染风险和富集传递效应提供了一定的参考依据。     

17β-雌二醇与1-萘酚对雄性罗非鱼（GIFT Oreochromis niloticus）雌激素效应的比较

在实验室条件下,研究了暴露于不同质量浓度1-萘酚（0.064、0.8、2 mg.L-1）与17β-雌二醇（1、10、100μg.L-1）下,对雄性罗非鱼（GIFT Oreochromis niloticus）性腺系数、血清雌二醇质量浓度的影响及血清中卵黄蛋白原的诱导效应,以期对它们的环境雌激素效应有所了解。研究结果显示：暴露于1-萘酚环境下30 d后,雄性罗非鱼的性腺系数有所降低,当质量浓度为2 mg.L-1时,与对照组相比,差异显著（p〈0.05）,雄性罗非鱼血清中雌二醇的量,此时亦达到最大值,为209.3 pg.mL-1,与对照组相比,差异显著（p〈0.05）;但是,血清中卵黄蛋白原并无变化。暴露于17β-雌二醇环境中的雄性罗非鱼,30 d后,其性腺系数有所降低,当质量浓度为10、100μg.L-1时,与对照组相比,差异显著（p〈0.05）;血清中的雌二醇也随着暴露质量浓度的增多,逐渐增多,当质量浓度为100μg.L-1时,差异极显著（p〈0.01）;血清中卵黄蛋白原的质量浓度明显高于对照组,与暴露质量浓度之间呈剂量效应关系。结果显示,17β-雌二醇具有很强的雌激素效应,会使罗非鱼性腺系数下降,诱导血清中雌二醇、卵黄蛋白原的生成;而1-萘酚会使罗非鱼性腺系数下降,诱导血清雌二醇的生成,但是并不诱导卵黄蛋白原的生成,所以推测其雌激素效应可能较弱,需要进一步研究。     

林丹短期暴露下的斑马鱼（Brachydanio rerio）组织学变化

以斑马鱼(Brachydaniorerio)为受试生物,初步探讨了林丹对斑马鱼的急性毒性以及不同浓度(0.01μg·L-1、1.0μg·L-1、100.0μg·L-1)的林丹暴露36d后对斑马鱼鳃和肝组织结构变化的影响.结果表明,林丹对斑马鱼96h-LC50为97.98μg·L-1,95%可信限为94.38￣101.72μg·L-1.当林丹浓度为0.01μg·L-1时,斑马鱼的鳃和肝组织结构未发生明显变化,而暴露在1.0μg·L-1和100.0μg·L-1林丹溶液中的斑马鱼的鳃和肝组织结构变化显著.斑马鱼鳃组织变化为:上皮细胞残损、脱落,鳃小片上皮细胞水肿,柱细胞变形.斑马鱼肝组织变化为:部分肝细胞肿大,细胞核萎缩变形或偏离细胞中心,胞质疏松,空泡明显增加,细胞质中可见脂沉积.与1.0μg·L-1林丹暴露相比,暴露在100μg·L-1林丹溶液中的斑马鱼鳃和肝组织结构受到的损害更为严重.     

双酚A对中国林蛙蝌蚪生长发育的毒性效应

为评价双酚A(BPA)对中国林蛙(Rana chensinensis)蝌蚪的急性毒性,将26期的蝌蚪暴露于浓度为2.4×10-5mol·L-1～4.2×10-5mol·L-1BPA的水体中进行急性毒性实验.结果表明,24、48、72、96h蝌蚪的死亡几率(y)与浓度对数(x)的回归方程分别为y=16.915x-4.1157、y=22.11x-6.1905、y=20.766x-5.3871、y=20.715x-5.351;半数致死浓度(LC50)分别为3.47×10-5、3.28×10-5、3.20×10-5、3.16×10-5mol·L-1.安全浓度(SC)为0.88×10-5mol·L-1.为探讨在安全浓度以下BPA对中国林蛙蝌蚪生长发育的影响,将林蛙蝌蚪分别于10-5、10-6、10-7mol·L-1BPA的水体中连续暴露直至完全变态,并设10-8、10-9mol·L-1雌二醇(E2)的阳性对照和空白对照,分别测定并统计蝌蚪发育所需的发育时间、体长和体质量.结果表明,蝌蚪对10-5、10-6、10-7mol·L-1BPA与10-8、10-9mol·L-1E2的效应相似,可延缓林蛙幼体的发育时间,导致体长和体质量降低.推测低浓度BPA抑制蝌蚪生长发育的机制之一是干扰了正常的内分泌活动.     

2,3,7,8-四氯二苯并二噁英和β-萘黄酮暴露对斑马鱼肝和鳃MROD酶活性的影响

为了研究2,3,7,8-四氯二苯并二噁英(TCDD)和β-萘黄酮(β-NF)对斑马鱼(Danio rerio)肝脏和鳃CYP1A依赖性7-甲氧基-3-异酚噁唑酮-脱甲基酶(MROD)活性的影响,分别利用不同浓度的TCDD(0、0.05、0.1、0.2、0.4μg·L-1)和β-NF(0、25、50、100、200μg·L-1)对斑马鱼进行水浴暴露,48h后取样测定肝脏和腮MROD活性.结果表明,与对照组比较,TCDD暴露组和β-NF暴露组斑马鱼肝脏和鳃MROD活性均显著增强(p<0.01),且MROD活性的增加与TCDD或β-NF暴露浓度呈现明显的剂量-效应关系.初步推断斑马鱼肝脏和鳃CYP1A依赖性MROD酶活性可能能够作为TCDD或β-NF污染的生物标志物.     

苯并［a］芘对黑鲷肝脏GST活性的影响及其与肝脏代谢酶和胆汁代谢产物之间的变化关系

为探讨苯并[a]芘(B[a]P)暴露对鱼类的影响并筛选特异、敏感的生物标志物,研究了B[a]P对黑鲷(Sparus macrocephalus)肝脏谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性的影响,并分析了肝脏7-乙氧基异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)、GST活性与胆汁中B[a]P典型代谢产物3-羟基-苯并[a]芘(3-OHB[a]P)3者之间及与B[a]P之间的剂量、时间-效应关系.结果显示:在B[a]P(0.5、1.0、2.0和5.0μg·L-1)暴露期间,肝脏GST活性随暴露时间总体呈"钟"形的变化趋势,在第2d时达到峰值;在第12h、1d和2d时,GST活性与B[a]P暴露浓度呈显著正相关(R12h=0.966(p<0.05)、R1d=0.953(p<0.05)、R2d=0.824(p<0.05)).与前期研究结果对比分析发现,B[a]P(0.5、1.0、2.0和5.0μg·L-1)暴露7d时,胆汁中3-OHB[a]P浓度与B[a]P暴露浓度呈显著的剂量-效应关系(R=0.943,p<0.05);黑鲷肝脏GST、EROD活性与3-OHB[a]P的对数浓度均呈显著正相关(RGST=0.740(p<0.05)、REROD=0.839(p<0.05));2.0μg·L-1B[a]P暴露后,黑鲷肝脏EROD、GST活性与3-OHB[a]P随暴露时间的变化趋势基本相同,但并不完全一致.鱼类肝脏EROD、GST与胆汁中B[a]P代谢产物3者之间的变化关系较为复杂,暴露浓度和时间是影响其变化的重要因素,肝脏GST和EROD活性比胆汁中代谢产物更易受其影响,在B[a]P的环境监测中代谢产物可能是一种更为可行的生物标志物.     

水体中石油污染土壤对鲫鱼及其肝脏抗氧化系统的毒性效应（The Toxicity of Oil Polluted Soil in Aquatic Environment on Carassius auratus and Its Hepatic Antioxidant Defense System）

在室内模拟条件下,研究了水体中不同浓度石油污染土壤暴露20d对鲫鱼(Carassius auratus)幼体死亡率和肝脏抗氧化系统的影响.结果表明,鲫鱼死亡率随其暴露浓度的变化明显分为3个部分:低浓度(0.5～5.0g·L-1)摄食死亡,中等浓度(5.0～25.0g·L-1)吸收死亡,高浓度(25.0～50.0g·L-1)胁迫死亡.1.0g·L-1浓度组死亡率最高,死亡速率最快;50.0g·L-1浓度组在暴露后期死亡速率迅速升高.鲫鱼肝脏中谷胱甘肽硫转移酶(GST)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性可被显著诱导,具体表现为:在所设浓度范围内,幼体鲫鱼肝脏GST活性均受到显著激活,0.5g·L-1浓度下,GST活性被最大程度诱导,达到对照组的606%;SOD活性先升高后降低,10.0g·L-1时酶活性最强,50.0g·L-1浓度下活性被显著抑制;CAT活性于0.5g·L-1就被显著诱导,2.5g·L-1浓度是对照组的4.86倍.可以认为,鲫鱼肝脏SOD和CAT,尤其GST活性对水体中石油污染土壤较敏感,均可作为水生生态系统中石油污染存在的早期检测指标.     

铅和得克隆联合暴露对斑马鱼胚胎的神经毒性作用

以斑马鱼(Danio rerio)为研究对象,探讨铅(Pb)、得克隆(DP)及二者联合急性暴露对斑马鱼胚胎的神经毒性作用。结果表明,Pb(5、20μg·L~(-1))和DP(15、60μg·L~(-1))单独暴露均会引起斑马鱼自主运动频率增加,触摸反应能力和自由游泳活力下降,并且抑制初级运动神经元的生长,加剧尾部细胞凋亡。但与20μg·L~(-1)Pb单独暴露相比,高剂量联合暴露(20μg·L~(-1)Pb+60μg·L~(-1)DP)使斑马鱼的自主运动频率显著降低(P0.05),触摸反应能力和自由游泳活力显著增强(P0.05),初级运动神经元轴突长度显著增加(P0.05),尾部细胞凋亡减少。与5μg·L~(-1)Pb单独暴露相比,低剂量联合暴露(5μg·L~(-1)Pb+15μg·L~(-1)DP)也显著减少斑马鱼尾部的细胞凋亡(P0.05)。上述结果表明,Pb或DP单独暴露对斑马鱼均可引起神经毒性作用;但二者联合暴露对斑马鱼自主运动、触摸反应以及自由游泳活力的影响则表现为拮抗作用。     

微囊藻毒素对束丝藻细胞生长和抗氧化系统的影响

为从活性氧(ROS)角度探讨微囊藻毒素(MC)导致藻类细胞死亡的机理及揭示藻细胞对MC诱发的氧化胁迫的响应机制,采用50和500μg·L-1的微囊藻毒素LR(MC-LR)处理束丝藻(Aphanizomenon sp. DC01)细胞,测定了细胞生长、细胞内活性氧(ROS)含量及抗氧化系统的变化.结果表明,50μg·L-1的MC-LR处理对藻细胞的生长无显著影响,而500μg·L-1的MC-LR处理可诱导藻细胞死亡.50μg·L-1的MC-LR处理的藻细胞ROS含量在处理第2d显著高于对照;但藻细胞能通过还原型谷胱甘肽(GSH)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性改变修复氧化损伤,使ROS水平在处理第3d恢复到对照水平.500μg·L-1的MC-LR处理可显著降低藻细胞GSH含量和SOD与GPX活性,刺激藻细胞生成过量的ROS;ROS在毒素处理4d后突然暴发,过量的ROS引起膜质过氧化,并最终导致藻细胞死亡。     

双酚AF胁迫对雄性斑马鱼成鱼甲状腺组织及激素水平的影响

为评价双酚AF(BPAF)的甲状腺毒性,以雄性斑马鱼成鱼为受试模式生物,采用半静态染毒的方式对雄性斑马鱼成鱼染毒14 d(0、5、50和500μg·L~(-1)),分别设置7 d、14 d 2个时间节点,通过酶联免疫法(ELISA)分别检测斑马鱼血浆中总三碘甲腺原氨酸(TT3)、总甲状腺素(TT4)、游离三碘甲腺原氨酸(FT3)、游离甲状腺素(FT4)的含量水平,并对14 d暴露后斑马鱼甲状腺进行组织学检测分析。结果显示随着暴露浓度的提高,出现甲状腺滤泡上皮细胞增生,滤泡组织变形明显,细胞胶质缺失等病理学变化。雄性斑马鱼在BPAF暴露情况下,血浆中TT3、TT4、FT3、FT4含量随着暴露浓度的提升和时间的延长出现显著上升,呈现出甲状腺功能亢奋的干扰效应。     

双酚A对斑马鱼成鱼肝脏功能基因转录调控的影响

运用实时定量即时聚合链式反应RT-PCR方法,研究了双酚A对斑马鱼成鱼肝脏的功能基因转录水平的影响。结果显示,28 d半静水暴露以后,FGF8A和STAU 2 表现出传统的正剂量—效应关系,CLDN 1和CALCA的表达为倒剂量—抑制效应关系,SP 4基因在15 μg·L^-1 双酚A时表现为显著抑制效应,但是在150 和1 500 μg·L^-1却表现为显著的诱导效应。 试验进一步探讨了这些表达异常的基因在双酚A干扰去除后能否自我调节和修复。结果显示,CLDN 1能恢复到正常表达水平,而其他4个基因在低剂量组却维持原来的高毒性作用水平甚至表现出更高的毒性作用。研究证明双酚A对斑马鱼成鱼肝脏的基因转录调控具有一定的非单调剂量—效应作用。     

双酚AF对雄性斑马鱼卵黄蛋白原水平与芳香化酶基因表达的影响

双酚AF(4,4'-六氟-2-二酚,BPAF)对生物有机体具有内分泌干扰作用。为研究低剂量BPAF对水生生物的效应,本研究选择成年雄性斑马鱼为研究对象,考察了0.005、0.05和0.5 mg·L~(-1)3种浓度BAPF暴露30 d对血浆中卵黄蛋白原(VTG)含量、2种卵黄蛋白原基因(vtg~(-1)和vtg-3)表达和2种芳香酶基因(cyp 19a与cyp 19b)表达的影响。结果表明:在0.005 mg·L~(-1)浓度暴露30 d后,血浆中VTG含量显著升高,随着暴露浓度的升高,促进作用不显著;BPAF暴露对不同组织中的4种基因存在不同的影响,0.005 mg·L~(-1)BPAF暴露可诱导脑部cyp19b、肝脏中cyp19a和性腺中vtg~(-1)、vtg-3和cyp19b基因表达;0.5 mg·L~(-1)BPAF暴露可导致肝脏中vtg~(-1)、vtg-3、性腺中cyp19a等基因显著上调。实验结果表明,BPAF具有雌性激素样效应,可诱导雄性斑马鱼体内部分组织卵黄蛋白原基因和芳香酶基因的表达。BPAF可引起斑马鱼血浆中的VTG含量的上升,从而干扰由VTG所参与的下丘脑-垂体-性腺轴与免疫系统的正常生理过程。     

双酚A对斑马鱼幼鱼神经递质和神经行为的影响

环境浓度水平下双酚A(BPA)暴露对生物体的毒性效应受到广泛关注。以早期发育阶段斑马鱼为模型,评价了环境浓度下BPA暴露对斑马鱼幼鱼运动行为的影响,并探讨了可能的作用机制。将斑马鱼胚胎暴露于不同浓度BPA(0、1、3、10和30"g·L-1)后,斑马鱼幼鱼的整体平均运动速率显著降低。低浓度组幼鱼在持续光照条件下的运动行为显著降低,同时5-羟色胺受体(htr1a)的转录水平增加十分显著,表明BPA可能通过5-羟色胺受体对斑马鱼的运动行为产生影响。而高浓度组幼鱼在第2个黑暗刺激周期的活动过度受到抑制,同时多巴胺受体(d1r)的转录水平显著降低,表明BPA可能通过多巴胺受体影响斑马鱼对外界刺激的响应。HPLC分析结果表明,5-羟色胺和多巴胺神经递质含量在所有浓度组均显著升高。进一步分析与早期神经发育(wnt1,shha)、单胺类递质神经元分化(lmx1a,nr4a2和syn2a)以及递质合成(tph1b,th)相关的基因和蛋白水平,发现神经递质含量的升高可能是由于BPA促进了斑马鱼胚胎早期神经发育和单胺类递质神经元的分化。综上,环境浓度下BPA暴露即可对斑马鱼的运行行为产生影响,提示BPA污染很可能对生态环境及人体健康产生潜在的危害。