斑马鱼在环境检测领域中的应用

斑马鱼易饲养、易管理,体外受精和体外发育,可常年产卵、孵化,因此早期被作为模型动物广泛用于生物学研究中.近年来,随着环境问题日益突出,迫切需要有效、全面的环境监测手段和方法.斑马鱼或其转基因品种就是非常好的环境监测首选生物.因其对许多环境污染物十分敏感,可实时检测进入水环境的污染物.对斑马鱼在水体中重金属毒性、环境激素...     

Effects of silver nanoparticles with different dosing regimens and exposure media on artificial ecosystem

Due to the wide use of silver nanoparticles (AgNPs) in various fields, it is crucial to explore the potential negative impacts on the aquatic environment of AgNPs entering into the environment in different ways. In this study, comparative experiments were conducted to investigate the toxicological impacts of polyvinylpyrrolidone-coated silver nanoparticles (PVP-AgNPs) with two kinds of dosing regimens, continuous and one-time pulsed dosing, in different exposure media (deionized water and XiangJiang River water). There were a number of quite different experimental results (including 100% mortality of zebrafish, decline in the activity of enzymes, and lowest number and length of adventitious roots) in the one-time pulsed dosing regimen at high PVP-AgNP concentration exposure (HOE) compared to the three other treatments. Meanwhile, we determined that the concentration of leached silver ions from PVP-AgNPs was too low to play a role in zebrafish death. Those results showed that HOE led to a range of dramatic ecosystem impacts which were more destructive than those of other treatments. Moreover, compared with the continuous dosing regimen, despite the fact that higher toxicity was observed for HOE, there was little difference in the removal of total silver from the aquatic environment for the different dosing regimens. No obvious differences in ecological impacts were observed between different water columns under low concentration exposure. Overall, this work highlighted the fact that the toxicity of AgNPs was impacted by different dosing regimens in different exposure media, which may be helpful for assessments of ecological impacts on aquatic environments.     

氟啶胺对斑马鱼胚胎线粒体氧化磷酸化和多巴胺系统基因表达的干扰效应

杀菌剂氟啶胺是哺乳动物细胞中一种典型的线粒体氧化磷酸化解偶联试剂,极易在鱼体内富集,且对鱼类具有极高的毒性。本文测定了氟啶胺对斑马鱼(Danio rerio)胚胎的96 h半数致死浓度LC50值,并研究了该浓度下氟啶胺对斑马鱼胚胎线粒体呼吸耗氧速率和多巴胺神经通路中关键基因表达的干扰效应。氟啶胺对斑马鱼胚胎的96 h-LC50值为0.5μmol·L~(-1),该浓度下氟啶胺能够导致胚胎发生中轴骨骼发育不全和心脏水肿等畸形现象,这说明该杀菌剂对斑马鱼胚胎具有极高的毒性。在该浓度下,胚胎的基础呼吸速率和ATP产量均受到了显著抑制,这说明氟啶胺在斑马鱼细胞内同样具有解偶联活性,该杀菌剂能够干扰斑马鱼的线粒体氧化磷酸化过程。另外,LC50浓度氟啶胺还能够激活线粒体内锰超氧化物歧化酶基因(sod2)的表达,这说明氟啶胺能够引发线粒体内氧化自由基的产生,从而导致线粒体功能异常。由于多巴胺系统对线粒体能量产生和氧气消耗具有较高的敏感性,因此本文检测了斑马鱼体内多巴胺系统关键基因的转录水平。LC50浓度的氟啶胺能够显著抑制与多巴胺合成有关的酪氨酸羟化酶基因(th)和与多巴胺接收有关的多巴胺受体基因(drd2a)的转录水平,这说明斑马鱼在发育中多巴胺系统是氟啶胺引发神经疾病的有效靶位。一直以来氟啶胺在水环境中的残留是备受关注的环境问题,因此研究氟啶胺对斑马鱼胚胎的毒性作用机制具有重要意义。     

节球藻毒素对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

研究了节球藻毒素对斑马鱼(Danio rerio)胚胎的急性毒性效应。采用水浴染毒法,将受精后2h的斑马鱼卵分别暴露于含有0、50、100、200、400、800、1600及3200μg·L-1节球藻毒素的试液中,显微观察不同浓度节球藻毒素对斑马鱼受精卵及其胚胎发育过程的影响,并通过累计孵化率、死亡率、发育畸形率的比较,评价节球藻毒素对斑马鱼胚胎的发育毒性。结果显示:随着节球藻毒素浓度的增加,斑马鱼胚胎的孵化率降低、死亡率和畸形率增加。与对照组比较,浓度≥1600μg·L-1的实验组胚胎发育明显迟缓。浓度≥400μg·L-1时,胚胎孵化率显著降低,72hpf的孵化率由对照组的87%降低到高浓度组(3200μg·L-1)的7%。浓度≥800μg·L-1时,斑马鱼的死亡率、畸形率明显升高;144hpf的死亡率由对照组的7%增加到73%;144hpf的畸形率由对照组的0%增加到93%,畸形主要表现为脊柱弯曲,心包囊肿,尾畸弯曲等。节球藻毒素暴露48hpf对斑马鱼半致死浓度LC50为2572.76μg·L-1,暴露144hpf时为1056.33μg·L-1。节球藻毒素对斑马鱼早期生命发育阶段有一定的抑制效应,高浓度亦会导致死亡。     

城市污水对斑马鱼胚胎的影响

采用静态法,在实验室控制条件下,观察处理前后的城市污水对斑马鱼胚胎的毒性效应,并探讨其对斑马鱼胚胎可能的毒性机理。结果表明,兰州市安宁区M污水处理厂处理前的污水、处理后接触池出水和接触池出水入黄河排污口水对胚胎均有较高的毒性,其72 h EC50在21.384%～108.492%之间;对处理胚胎孵化成的仔鱼毒性也很明显。上述几种污水均降低斑马鱼胚胎的孵化率,增加胚胎及其孵化仔鱼的畸形。     

PFOA对斑马鱼胚胎发育、行为和DNA损伤的毒性研究

全氟辛酸(PFOA)是一种分布广泛的环境持久性有机污染物,在野生动物与人体内普遍被检出。目前PFOA发育毒性的特点和机制尚未阐明,已有的研究显示,PFOA毒性与受试物种及性别密切相关。因此,利用不同物种进行PFOA毒性研究对阐明其毒性机制十分重要。本研究选用了斑马鱼这种理想的脊椎动物模型,考察了PFOA暴露对其胚胎发育的自主运动、心跳、行为、细胞凋亡和DNA损伤的影响。研究发现,始于6hpf的PFOA暴露会导致斑马鱼胚胎自主运动异常,心率降低,且具有一定的剂量依赖性;6～24hpf的高浓度的PFOA暴露(>414.0mg·L-1)会导致胚胎发生显著的细胞凋亡,凋亡主要出现在眼部、头部、心脏和尾部。较高浓度的PFOA暴露(165.6mg·L-1)会使仔鱼的光刺激应激行为模式发生变化。此外,PFOA暴露会致使斑马鱼发生DNA损伤,且损伤程度随PFOA浓度的升高而加重,表明PFOA具有一定的基因毒性。上述结果表明,PFOA对斑马鱼胚胎具有发育毒性,具体表现为自主运动异常,心率降低和行为反应能力变弱,同时伴随畸形、细胞凋亡和DNA损伤。     

热带爪蟾(Xenopus tropicalis)胚胎在生态毒理学中的应用前景

首先介绍了热带爪蟾(Xenopus tropicalis)作为新的模式动物的发展过程以及热带爪蟾基因组学方面的研究进展,概述了非洲爪蟾(X.laevis)胚胎在生态毒理学中的应用。在此基础上,详细讨论了热带爪蟾胚胎在污染物致毒效应和作用机理、毒理学理论和环境样品生态毒性检测等方面的应用现状和前景。最后,简要介绍了目前国内外有关热带爪蟾网站、书籍和养殖等方面的信息资源。     

纳米ZnO对斑马鱼胚胎抗氧化酶系统的影响

为评价纳米ZnO的水生态毒性,以斑马鱼胚胎为受试生物,研究了纳米ZnO对其抗氧化酶系统的影响.结果发现,纳米ZnO能够降低斑马鱼胚胎谷胱甘肽(GSH)含量,抑制过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,引起胚胎脂质过氧化水平增大,证明氧化应激是纳米ZnO抑制斑马鱼胚胎孵化的作用机制之一.     

2,3,7,8-四氯苯并二噁英（TCDD）短期染毒可造成着床前胚胎丢失并伴随雌性生殖器官中毒物相关蛋白的诱导表达（Short Time Exposure of TCDD Causing Loss of Implantation Failure of Embryos and Its Associated with Induced Expression of Relevant Proteins）

为探明妊娠早期胚胎的丢失是否与卵巢、输卵管、子宫组织受到2,3,7,8-四氯苯并二噁英(TCDD)直接毒害有关,检测了NIH小鼠胚胎着床前期和后期TCDD暴露对胚胎毒性影响的敏感性,并利用免疫组化方法分析了模型动物肝脏、子宫、输卵管和卵巢组织中TCDD所引起的AhR、ARNT以及Cyp1a2分子标记物的变化.检测发现:妊娠第9d,100ng·kg-1·d-1剂量TCDD经口染毒,造成胚胎着床数量减少,且着床前期暴露的影响大于着床后期;子宫蜕膜反应受到明显抑制;胚胎迁移率没有明显变化,但胚胎数量减少.免疫组织化学分析发现正常组小鼠的肝脏、子宫、输卵管和卵巢组织中有AhR和Cyp1a2弱阳性信号表达,ARNT有细胞核的强阳性信号表达;妊娠第1～8d、第1～3d和第4～8d处理组小鼠肝脏、子宫、输卵管和卵巢组织中的AhR、Cyp1a2的阳性面积和光密度值均高于正常组;随处理时间和组织蓄积量的增加,ARNT在组织中的变化由胞核(妊娠第1～3d组)表达到胞浆(妊娠第4～8d组)表达,然后完全无表达(妊娠第1～8d组).以上研究结果表明:TCDD对早期妊娠小鼠子宫、输卵管和卵巢组织中的AhR、ARNT和Cyp1a2的激活和代谢方式与肝脏相同,说明雌性生殖系统中的组织有TCDD蓄积和代谢活性,这可能是导致早期胚胎迁移、着床等过程改变,造成胚胎丢失的重要原因.     

Cd2、Hg2+、Cr6+和pb2对黑点青鳉(Oryzias melastigma)早期生活阶段的毒性效应研究

近岸海域重金属污染不容乐观,作为“一种潜在的海洋模式鱼种”黑点青鳉(marine medaka,Oryzias maelastigma)对不同重金属胁迫的响应水平却鲜有报道.为探究并比较海水鱼种黑点青鳉早期生活阶段对Cd2+、Hg2+、Cr6 +和pb2 +等不同重金属胁迫的响应,在实验室通过半静态方式,对黑点青鳉受精...