腈菌唑手性单体对雄性丽斑麻蜥肝脏代谢功能的影响

腈菌唑(MT)是一种应用广泛的手性杀菌剂,其手性对映体为(+)-腈菌唑(MT1)和(-)-腈菌唑(MT2)。为评估腈菌唑单体暴露对丽斑麻蜥(Eremias argus)肝脏代谢功能的毒性影响,研究了MT1(5 mg·kg~(-1))和MT2(5 mg·kg~(-1))暴露28 d下蜥蜴体重、肝组织病理学和代谢相关基因表达的变化。结果显示,MT1暴露组的蜥蜴体重在28 d时出现显著下降。在MT1和MT2暴露后,蜥蜴的肝组织均出现了不同程度的病理学变化。在MT1暴露下,基因CYP1A1、CYP2D6、CYP3A4、CYP3A7和CYP2D3的表达水平未发生显著变化,而基因CYP2C8A的表达显著上调。在MT2暴露下,基因CYP3A4、CYP3A7和CYP2D3的表达未发生明显变化;基因CYP1A1和CYP2C8的表达显著下调;基因CYP2D6的表达显著上调。不同腈菌唑单体对蜥蜴体重、肝组织病理学以及代谢相关基因的表达影响不同,具有一定的对映选择性。     

三唑醇杀菌剂对雄性丽斑麻蜥性腺系统的对映选择性影响

三唑醇(triadimenol,TN)是一种广泛使用的手性三唑类杀菌剂,它含有2个手性中心,4个手性对映体,其中,对映体A包括A1(R,S)和A2(S,R),对映体B包括B1(R,R)和B2(S,S)。三唑醇被认为是一种潜在的内分泌干扰物,能够影响生物体内雌雄激素的合成。为了研究三唑醇不同对映体和外消旋体对爬行动物性腺系统影响的差异,以雄性丽斑麻蜥为实验动物,将外消旋体和4种对映体(100 mg·kg~(-1)bw)分别经口暴露给雄性蜥蜴28 d。外消旋体和(R,S)对映体暴露后蜥蜴的性腺体细胞指数(GSI)明显低于对照组。(S,R)、(R,S)和(S,S)显著抑制了性腺中性激素合成相关基因(cyp119a、cyp11a、cyp17、hsd-3β、hsd-17β、erα和ar)的表达量,同时降低了血液中睾酮(T)和雌二醇(E2)含量。(R,R)暴露对丽斑麻蜥体内的雌雄激素水平无明显影响。此外,相关性分析表明,外消旋体对性腺中性激素合成相关基因的影响与(R,S)具有较强的相关关系,说明(R,S)可能是外消旋体中生物活性和毒性最高的单体。研究表明,三唑醇对丽斑麻蜥性腺系统的毒性作用具有明显的对映选择性,这为手性农药对爬行动物的生态毒理学评价提供了重要依据。     

5种化学品对丽斑麻蜥和日本鹌鹑的毒性研究

目前,在化学品生态风险评价体系中对爬行动物的毒性效应研究较少。本研究参考鸟类急性经口毒性试验建立了我国本土爬行动物——丽斑麻蜥(Eremias argus)的急性毒性测试方法,来评价化学品对爬行动物和鸟类的毒性效应之间的差异。选择异氰酸酯、1,2-苯并异噻唑-3-酮、2,4-二氯苯酚、苯并噻唑和二苯甲酮5种化学品分别对丽斑麻蜥进行暴露实验,并与鸟类模式物种——日本鹌鹑(Coturnix japonica)的急性毒性结果进行比较。结果发现异氰酸酯和苯并噻唑对丽斑麻蜥7 d的半数致死剂量(7 d-LD50)分别为125 mg·kg~(-1)和500 mg·kg~(-1),而对日本鹌鹑的7 d-LD50值分别为27 mg·kg~(-1)和37 mg·kg~(-1);1,2-苯并异噻唑-3-酮、2,4-二氯苯酚和二苯甲酮对丽斑麻蜥的7 d-LD50值分别为909 mg·kg~(-1)、787 mg·kg~(-1)和528 mg·kg~(-1),而对日本鹌鹑7 d-LD50值均大于剂量上限1 000 mg·kg~(-1)。结果表明,丽斑麻蜥和日本鹌鹑对相同化学品的毒性敏感性是存在差异的,用鸟类来评价化学品对爬行动物的潜在风险可能不够准确,应该重视化学品对爬行动物的毒性效应研究。同时,以本土爬行动物的代表物种丽斑麻蜥作为化学品环境风险评价的模式生物,对保护我国本土物种及其多样性、维持生态平衡具有重要意义。     

三唑醇杀菌剂在雄性丽斑麻蜥体内的对映选择性降解、蓄积和肝毒性研究

三唑醇(triadimenol, TN)是一种广泛使用的手性三唑类杀菌剂,它含有2个手性中心,4个手性对映体,包括对映体A(A1(R,S)和A2(S,R))以及对映体B(B1(R,R)和B2(S,S))。为了研究三唑醇在爬行动物体内的对映选择性行为和潜在的肝毒性,将雄性丽斑麻蜥分别一次经口暴露和28 d长期暴露于三唑醇(100 mg·kg~(-1) body weight),一次经口暴露结果显示,三唑醇进入大脑和肾中的浓度低于肝、性腺、皮肤和尾,B2(S,S)和B1(R,R)对映体具有相似的代谢速率。代谢过程中A1(R,S)的浓度明显高于A2(S,R),并且在暴露后12 h出现二次上升,这可能是A2(S,R)在体内手性转换为A1(R,S)导致。丽斑麻蜥长期(28 d)暴露于三唑醇后,性腺和肾中无明显蓄积现象,皮和尾中浓度显著高于其他组织,各个组织中三唑醇趋向于保持外消旋状态。三唑醇暴露后肝中主要的代谢基因cyp1a1c、yp3a4c、yp2b1和cyp2d3的表达量都出现明显上升,组织病理学分析进一步显示,三唑醇暴露后的肝组织出现组织空泡、血窦阻塞的症状,说明三唑醇对肝组织具有一定的毒性作用。上述结果为手性农药对爬行动物的生态毒理学评价提供了重要依据。     

叶菌唑对斑马鱼的急性毒性及生物富集效应

为评价杀菌剂叶菌唑对水生生态系统的影响,以斑马鱼(Brachydanio rerio)为试验生物,采用半静态法研究了叶菌唑原药对斑马鱼的急性毒性以及生物富集效应。结果表明,95%叶菌唑原药对斑马鱼96 h的半数致死浓度(96 h-LC_(50))为3.89 mg·L~(-1),选用在3.90×10~(-1)和3. 90×10~(-2)mg·L~(-1)这2个处理浓度下连续暴露8 d,在3. 90×10~(-1)mg·L~(-1)浓度下生物富集系数(BCF)为53.3;在3.90×10~(-2)mg·L~(-1)浓度暴露下生物富集系数(BCF8d)为26.2。根据《化学农药环境安全评价试验准则》毒性划分标准,叶菌唑原药属于中等富集性农药。研究结果为叶菌唑田间安全使用提供理论依据。     

除草剂乙草胺对非洲爪蟾性腺发育的影响

使用性腺发育对内分泌干扰作用敏感的两栖动物非洲爪蟾作为模型动物,通过考察性别比、性腺整体形态和组织学形态来揭示乙草胺对其性腺发育的影响,从而确定乙草胺是否具有内分泌干扰活性.46/47期蝌蚪经不同浓度(5μg·L-1、10μg·L-1、20μg·L-1)的乙草胺暴露处理至变态后1个月,在变态结束后3个月时,解剖性腺、鉴别雌雄并固定性腺做组织切片.实验中对照组所有性腺都为典型的卵巢或睾丸,雌性百分率为48.78%(20/41).而乙草胺暴露组却出现了明显的异常睾丸,其总体上是睾丸,但又带有部分卵巢的特征,在统计性别时将具有异常睾丸的爪蟾归为雄性.5μg·L-1、10μg·L-1、20μg·L-1暴露组的雌性百分率分别为:57.14%(24/42)、66.67%(22/36)、55.26%(21/38).虽经统计分析无显著性差异,但乙草胺暴露组中雌性多于雄性的趋势和出现带有雌性特征的雄性的现象,一定程度上却暗示了乙草胺可能对非洲爪蟾的性腺发育有雌性化作用.正常睾丸的组织学结构应有发育成熟的生精小管,其内有各个时期的精子囊和生精细胞及精子.但经乙草胺处理的爪蟾睾丸却表现出几种明显的异常:没有生精小管,相反却像发育早期的睾丸一样,充满大量的精原细胞,完全没有生精细胞和精子;有生精小管结构,但其内精子囊结构不明显,生精细胞少并且排列混乱,其间有很大的空隙;睾丸出现腔隙,并有大量体细胞存在,这种结构与57期的卵巢相似;睾丸中出现异常的生精细胞,与58期卵巢的卵细胞相似;睾丸组织中有明显的卵细胞散布.组织学研究发现的乙草胺导致的睾丸结构证明了乙草胺对非洲爪蟾的睾丸发育有抑制雄性化作用和雌性化作用,即乙草胺对非洲爪蟾的性腺发育有内分泌干扰作用.     

丙硫菌唑对斑马鱼的安全性评价及其生物富集行为研究

丙硫菌唑是一种市场前景非常好的新型广谱杀菌剂。本文研究了丙硫菌唑对水生生物斑马鱼的急性毒性和生物累积风险。通过斑马鱼的急性毒性试验获得丙硫菌唑对斑马鱼的96 h-LC₅₀为2.06 mg a.i. L^-1。随后,采用0.02 mg L^-1 (1/100LC₅₀)和0.2 mg L^-1 (1/10LC₅₀)2个浓度的丙硫菌唑,通过8 d实验,获得其在斑马鱼体内的生物累积效应。在0.02 mg L^-1组中,第8天时,斑马鱼体内的浓度达到0.733 mg kg^-1,生物富集系数(BCF_{8 d})缓慢增长到34.36。而在0.2 mg L^-1组,第8天时,斑马鱼组织内丙硫菌唑浓度为4.198 mg kg^-1, BCF_{8 d}值为19.72。结果表明,丙硫菌唑对斑马鱼的毒性等级为中毒,同时其在斑马鱼体内具有中等生物累积效应。因此,在使用过程中,需要考虑其对水生生物的毒性和水生食物链的放大效应。     

五氯酚对土壤跳虫代谢转化酶基因和蜕皮相关基因表达的影响

五氯酚(PCP)是一种广泛存在于环境中的有机污染物。利用土壤跳虫(Folsomia candida)作为受试生物,研究了不同浓度的PCP暴露下细胞色素P450(CYP450)基因、谷胱甘肽转移酶(GST)基因和蜕皮相关基因表达水平的变化。结果显示,PCP暴露下,跳虫CYP450基因Fcc01651、Fcc02155、Fcc03650和GST基因Fcc04073、Fcc05260的表达水平未发生显著变化。在PCP浓度为240 mg·kg-1时,跳虫GST基因Fcc00494的表达显著上调。在PCP浓度为120 mg·kg-1和240 mg·kg-1时,几丁质酶基因Fcc00881和几丁质结合域基因Fcc01306的表达受到显著抑制。研究结果可为评价PCP暴露对跳虫的毒性提供一定依据。     

除草剂西玛津对非洲爪蟾生存和性腺发育的影响

为了研究三嗪类除草剂西玛津对两栖动物非洲爪蟾(Xenopus laevis)生存和性腺发育的毒性作用,并且与另一种三嗪类除草剂阿特拉津的毒性进行比较,将非洲爪蟾从46/47阶段开始暴露西玛津和阿特拉津到变态1个月后停止,再饲养2个月后将其解剖,取性腺做形态学和组织学观察.暴露期间,每天记录蝌蚪的生长发育情况和存活率.结果显示,在暴露的第1周内(蝌蚪处于46~50阶段),西玛津可导致蝌蚪死亡率明显升高,随后的时间内西玛津对非洲爪蟾的生存不再有明显影响,但却使发育阶段明显的不整齐.阿特拉津对非洲爪蟾的生存和发育则没有明显影响.西玛津和阿特拉津对非洲爪蟾性腺的总体形态和性别比没有明显影响,然而两种除草剂均在一定程度上导致了睾丸组织学的改变.西玛津可能与阿特拉津一样能够通过雌性化/去雄性化作用影响非洲爪蟾睾丸的发育.     

17α-甲基睾酮对稀有鮈鲫幼鱼性腺发育与血清卵黄蛋白原水平的影响

17α-甲基睾酮是一种人工合成雄激素,在水产养殖以及医药行业中广泛使用,其对鱼类的内分泌干扰效应研究工作相对较少.通过甲基睾酮对稀有鲫幼鱼的42天流水暴露,观察了其性腺发育和生物标记物变化.在500ng·L-1甲基睾酮暴露组中幼鱼生长受到抑制(p≤0.05),在50ng·L-1以上暴露组中性腺指数显著增加(p≤0.05),雄性个体比率明显升高.通过组织学观察发现,50ng·L-1以上浓度甲基睾酮暴露后卵巢组织切片中出现了精子细胞,且精子细胞数量随剂量的增加而增加.通过生物标记物卵黄蛋白原测定发现,在50ng·L-1以上浓度甲基睾酮暴露后,稀有鲫幼鱼血清中的卵黄蛋白原水平显著增加(p≤0.05).综合分析,17α-甲基睾酮主要表现出雄激素效应,而其在稀有鲫体内的代谢物则能够应激卵黄蛋白原,对稀有鲫幼鱼的最低可观察效应浓度(LOEC)为50ng·L-1.因此,仅依靠体内卵黄蛋白原应激单项指标不能准确判定化学品是否是环境类雌激素.     

基于不同毒性终点的双酚A(BPA)预测无效应浓度(PNEC)研究

双酚A(BPA)已被证实是一种类雌激素类物质。本研究根据BPA对水生生物毒性效应的特点,按照不同的毒性终点将BPA的毒性数据进行归类,采用物种敏感度分布法(species sensitivity distribution,SSD)推导了BPA对水生生物的预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)。结果表明:以雌激素效应为暴露终点的急、慢性PNEC分别为25.11μg·L-1、1.075μg·L-1;而以所有数据的急、慢性毒性效应为暴露终点推导的PNEC值分别为355.7μg·L-1、7.549μg·L-1。BPA对水生生物的雌激素效应更为敏感,建议在推导BPA这类内分泌干扰物的PNEC值时,应依据其毒性终点分别推导,从而得到更加合理的基准值。研究成果以期为我国地表水环境质量标准的制修订提供数据支持。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)免疫相关基因表达的影响

为了解全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate, PFOS)暴露对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)免疫功能的影响,在实验室条件下,运用RT-PCR方法分析了PFOS暴露对半滑舌鳎热休克蛋白hsp70、hsp90、C型凝集素(c-type lectin)和细胞色素c氧化酶(cytochrome c oxidase, cox)等4种免疫相关基因表达水平的影响。实验测定了上述4种基因在半滑舌鳎肝、鳃、肠及肌肉4种不同组织中随时间(0、24 h、48 h、96 h和7 d)的表达变化情况。结果表明,在4种组织中,hsp70基因的表达与对照相比为上调,其中,肝组织hsp70基因的表达量显著高于其他各组织,且表达高峰值的出现也早于其他各组织;hsp90基因在肝和鳃组织中表达量随时间不同而波动,在肠组织中表达上调,在肌肉中表达显著下调;c-type lectin基因表达量与对照组相比表达显著下调或无明显差异;cox基因在肝组织和肠组织中表达下调,在鳃和肌肉中表达上调。上述研究结果表明,PFOS能引起免疫相关基因的表达变化,对半滑舌鳎具有潜在的免疫毒性。肝组织中各免疫基因对PFOS胁迫的响应高于其他组织。本研究可为阐明全氟辛烷磺酸盐对半滑舌鳎的免疫毒性提供基础数据。     

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。     

全氟辛磺酸（PFOS）对非洲爪蟾（Xenopus laevis）生长发育、甲状腺和性腺组织学的影响

为了揭示全氟辛磺酸(PFOS)的甲状腺激素和性激素干扰效应,并探索运用爪蟾动物模型同时检测多种环境内分泌干扰效应的可能性,将NF48阶段非洲爪蟾(Xenopus laevis)蝌蚪暴露于0.01、0.1和1mg·L-1PFOS中6个月,检测PFOS对爪蟾生长、变态、甲状腺和性腺的影响.结果表明,在各取样时间,PFOS组爪蟾体长、体重和蝌蚪尾长与对照组均无显著差异(p>0.05);2个月后,PFOS组比对照组平均慢1个发育阶段,4和6个月后,0.01mg·L-1PFOS组反而比对照组分别快1和2个发育阶段.6个月后,PFOS组甲状腺出现滤泡上皮细胞增生、胶质减少甚至空泡化等现象,且随着PFOS浓度的增加而加重;各组幼蛙性腺出现间性、睾丸珍珠状和先天性萎缩等畸形现象,外观为间性的性腺主要表现为睾丸组织中产生类似雌性个体的卵巢腔.对照组幼蛙的雌雄比为0.5:1,而暴露组分别为2.3:1(0.01mg·L-1组)、4.5:1(0.1mg·L-1组)和5:1(1mg·L-1组).上述结果表明,PFOS对爪蟾的变态过程具有小剂量刺激效应,能引起甲状腺组织结构的损伤,导致睾丸组织的雌性化和雌雄性比的异常升高,表现出明显的甲状腺激素和性激素干扰效应,可以认定为一种环境内分泌干扰物.实验同时表明非洲爪蟾可以用于多种环境内分泌干扰效应的同时检测.