应用黑斑蛙胚胎测试化学品发育毒性的方法

选择合适的尤其是本土生物种进行化学品生态毒性评估,对于各国化学品的环境管理十分重要.本文选择我国本土两栖种黑斑蛙的胚胎为试验生物,以半数致死浓度LC50、半数致畸浓度TC50、致畸指数TI及最小抑制生长浓度MCIG为终点指标,建立了黑斑蛙胚胎发育毒性试验方法.以五氯酚、视磺酸、氯化镉、重铬酸钾为测试物研究了方法的敏感性,并以五氯酚为测试物研究了方法的可重复性.结果显示:五氯酚、视磺酸、氯化镉和重铬酸钾对黑斑蛙胚胎的LC50分别为572.3 μg·L-1、54.8 μg·L-1、6.8 mg·L-1和97.5 mg· L-1.五氯酚、视磺酸和氯化镉对黑斑蛙胚胎的TC50分别为246.5 μg·L-1、18.7 μg· L-1和3.4 mg·L-1,TI分别为2.3、2.9和2.0,MCIG分别为160.0 μg· L-1、10.1 μg·L-1和2.4 mg·L-1.重复性试验发现,五氯酚的LC50、TC50、TI及MCIG的变异系数分别为12.6％、18.0％、23.0％和18.6％.与文献中非洲爪蟾胚胎试验的数据比较,这些数据显示黑斑蛙胚胎与非洲爪蟾胚胎对测试物的敏感性存在一定的差异,各个终点指标的变异系数相当.因此,本文建立的黑斑蛙胚胎发育毒性试验可以用于化学品的发育毒性评价,为我国化学品环境管理提供技术支持.     

六溴环十二烷(HBCD)对斑马鱼发育早期能量代谢及软骨、肌肉和鱼鳍发育的影响

六溴环十二烷(hexabromocyclododecane, HBCDs)是一种添加型阻燃剂,在环境中广泛存在。由于具有持久性、生物蓄积性和毒性等特征,HBCD很可能在水生生物体内富集并对其生长发育产生影响。将斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的HBCD(0.1、0.5和1 mg·L^-1),通过油红O和阿尔新蓝染色观察幼鱼发育状况,并通过能量代谢及发育相关基因探讨可能的作用机制。结果表明,HBCD暴露影响了幼鱼对卵黄囊内生脂肪的吸收,并对幼鱼躯干骨骼肌、头部软骨和鱼鳍的发育产生损害。进一步研究发现,暴露组幼鱼体内ATP含量降低,ATP合成酶及电子呼吸链中还原性辅酶Ⅰ(NOX)和细胞色素C氧化酶(COX)等的活性显著降低;同时,早期发育相关基因如骨形成蛋白bmp、肌肉决定因子myod以及sox9a和wnt等基因的转录水平均受到显著抑制(P<0.05)。上述结果表明,HBCD会影响早期发育阶段的斑马鱼对卵黄囊营养物质的吸收,干扰体内能量代谢,导致能量供应不足,并通过bmp-sox9和wnt-myod等信号通路影响软骨组织、鱼鳍和骨骼肌的正常发育。     

吡唑醚菌酯对不同阶段斑马鱼的毒性效应评价

为评价吡唑醚菌酯对鱼类不同生命阶段的毒性效应,以斑马鱼(Brachydanio rerio)为测试生物,测定了其对斑马鱼胚胎、仔鱼(孵化3 d和孵化12 d)和成鱼的急性毒性及对胚胎和仔鱼(孵化3 d)的发育毒性。结果表明,吡唑醚菌酯对斑马鱼胚胎、仔鱼(孵化3 d)、仔鱼(孵化12 d)和成鱼的96 h-LC50分别为0.0578(0.0540~0.0631)、0.0299(0.0282~0.0320)、0.0330(0.0310~0.0350)和0.0756(0.0692~0.0862)mg·L-1,其毒性大小依次为仔鱼(孵化3 d)仔鱼(孵化12 d)胚胎成鱼。与对照组相比,吡唑醚菌酯0.101 mg·L-1处理,可对斑马鱼胚胎24 h自主运动产生显著抑制作用;0.0609、0.0777和0.101 mg·L-1处理,可对斑马鱼胚胎48h心跳速率产生显著抑制作用;0.0609和0.0777 mg·L-1处理,可对斑马鱼胚胎96 h孵化仔鱼体长产生显著抑制作用。在供试浓度下吡唑醚菌酯暴露96 h后,均可对斑马鱼仔鱼(孵化3 d)体重和体长产生明显的抑制效应,对斑马鱼仔鱼(孵化3 d)心跳未产生明显影响。在高浓度下,吡唑醚菌酯可诱导斑马鱼胚胎产生畸形,主要包括心包水肿、卵黄囊水肿等;而对仔鱼(孵化3 d)未观察到明显的致畸效应。     

雄激素1,4-雄烯二酮和雄烯二酮对斑马鱼胚胎昼夜节律和下丘脑-垂体-性腺轴通路中基因转录表达的影响

雄激素1,4-雄烯二酮(androstadienedione, ADD)和雄烯二酮(androstenedione, AED)主要用于人类和牲畜疾病的预防和治疗。近年来,ADD和AED的大量使用导致其在河流中广泛检出,甚至在多种鱼类体内亦有检出,且浓度较高。ADD和AED已被证实对鱼类具有生殖毒性和发育毒性,但ADD和AED在转录水平上对鱼类的影响鲜有报道。为探究ADD和AED分子水平毒性,本研究考察了斑马鱼胚胎暴露于ADD(4.48、30.0和231 ng·L~(-1))和AED(3.64、21.7和230 ng·L~(-1))144 h后,对其昼夜节律和下丘脑-垂体-性腺轴(hypothalamic-pituitary-gonadal axis, HPG axis)通路中基因转录表达的影响。结果表明,所有浓度的ADD都显著上调了昼夜节律通路中生物钟基因(per1b)、核受体亚族1的D群基因(nr1d2b)、隐花色素基因(cry5)和si:ch211-132b12.7的转录水平,30.0和231 ng·L~(-1)的ADD下调了时钟节律调节因子基因(clocka)和芳香烃受体核转录蛋白样基因(arntl2)的转录水平。3.64 ng·L~(-1)AED显著增强了per1b和nr1d2b的转录表达。此外在HPG轴中,30.0 ng·L~(-1)ADD显著降低了促黄体生成素V亚基基因(lhb)的转录表达水平,而3.64 ng·L~(-1)AED显著上调了lhb的转录表达水平。值得注意的是,4.48ng·L~(-1)ADD和3.64 ng·L~(-1)AED均显著降低了细胞色素P450的11亚族基因(cyp11b)的转录表达水平。上述研究表明,ADD和AED对昼夜节律和HPG轴中相关基因的转录表达有显著性影响,对斑马鱼具有潜在的内分泌干扰风险。     

福美双对斑马鱼胚胎Ⅲ型脱碘酶基因表达的影响

福美双是一种二硫代甲氨基甲酸盐类农药,在我国应用较为广泛,但其残留毒性引起广泛重视。试验采用斑马鱼胚胎作为动物模型,探讨了福美双对斑马鱼胚胎的毒性。结果表明福美双导致斑马鱼胚胎孵化率下降,在受精后72 h(72 hpf),对照组的孵化率是100%,1×10-7mol·L-1福美双染毒组的孵化率降至46%,而1×10-6mol·L-1福美双染毒致使孵化率降到0%。III型脱碘酶与斑马鱼的发育和变态息息相关,以上2种浓度的福美双在24 hpf分别增高了III型脱碘酶基因的表达6.71和14.84倍,结果表明福美双具有一定的内分泌搅乱作用,也表明斑马鱼胚胎作为农药安全评价模型的理论可行性。     

斑马鱼胚胎在环境监测中的应用研究

作为一种新型的模式动物,斑马鱼胚胎具有快速、敏感、高通量和体外测试等优点.由于斑马鱼胚胎对外界环境变化极为敏感,是有毒有害物质检测的"活试剂",已被广泛应用于环境监测领域.着重阐述斑马鱼胚胎在重金属毒性监测、有机物毒性监测以及环境样品毒性监测等方面的应用,并梳理了当前国内外有关斑马鱼胚胎毒性测试方面的标准,旨在为斑马鱼胚胎在环境监测领域的研究提供重要参考.     

Study on acute toxicity and structure-activity relationship of zebrafish (Danio rerio) exposed to naphthoquinones

In this paper, we evaluated the acute toxicity of five naphthoquinone compounds, expressed as median lethal concentration at 96 h (LC₅₀) using zebrafish as a model. The five compounds were classified as harmful or very toxic. The Gaussian method was used to calculate the quantitative-chemical parameters of each compound. Based on the structure-activity relationship analysis, the interaction between the naphthoquinones and the target is likely mediated by 1-carbonyl and the hydrophobic fraction substituted in α -position of naphthoquinone via hydrogen bonding and hydrophobic interactions. Our results provide a foundation for evaluating the aquatic ecological risk and the mode of action of naphthoquinones in the environment.     

三种重金属对长江口纹缟虾虎鱼早期发育的毒性作用

纹缟虾虎鱼广泛分布于长江口水域，它摄食底栖生物，同时又被大型鱼类所食，在长江口水域食物链中处于重要地位。研究了Cu2+、Pb2+、Zn2+3种重金属离子对长江口纹缟虾虎鱼从受精卵到出膜期、器官形成初期到出膜期、眼点形成期到出膜期等3个早期发育阶段孵化率和初孵仔鱼畸形率的影响，同时对早期仔鱼进行急性毒性试验。结果表明：3种重金属对胚胎及初孵仔鱼毒性大小依次为Cu2+>Zn2+>Pb2+。纹缟虾虎鱼胚胎在3种重金属影响下出现身体弯曲、萎缩和残缺，未能形成体节，心包囊肿等症状，还会出现较少见的胚体分叉、增生现象。纹缟虾虎鱼初孵仔鱼出现胸腔膨大、身体畸形等现象。仔鱼受重金属影响后，短期内表现出运动加剧，而后逐渐活力下降，个别仔鱼出现头部或者身体中部弯曲症状。Cu2+、Zn2+、Pb2+对早期仔鱼的安全浓度分别为0010、0136和0167 mg/L。研究结果可评估环境中重金属对纹缟虾虎鱼早期发育各个阶段的影响，亦为长江口水质监测与净化、纹缟虾虎鱼的资源增值以及中华鲟幼鱼栖息地饵料资源的保障提供参考.     

T-2 toxin induces developmental toxicity and apoptosis in zebrafish embryos

T-2 toxin is one of the most important trichothecene mycotoxins occurring in various agriculture products. The developmental toxicity of T-2 toxin and the exact mechanism of action at early life stages are not understood precisely. Zebrafish embryos were exposed to different concentrations of the toxin at 4-6 hours post fertilization （hpf） stage of development, and were observed for different developmental toxic effects at 24, 48, 72, and 144 hpf. Exposure to 0.20 Ixmol/L or higher concentrations of T-2 toxin significantly increased the mortality and malformation rate such as tail deformities, cardiovascular defects and behavioral changes in early developmental stages of zebrafish. T-2 toxin exposure resulted in significant increases in reactive oxygen species （ROS） production and cell apoptosis, mainly in the tall areas, as revealed by Acridine Orange staining at 24 hpf. In addition, T-2 toxin-induced severe tail deformities could be attenuated by co-exposure to reduced glutathione （GSH）. T-2 toxin and GSH co-exposure induced a significant decrease of ROS production in the embryos. The overall results demonstrate that T-2 toxin is able to produce oxidative stress and induce apoptosis, which are involved in the developmental toxicity of T-2 toxin in zebrafish embryos.     

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.