氯化镉暴露对斑马鱼幼鱼神经行为毒性作用

为探索低剂量镉持续暴露对斑马鱼胚胎和幼鱼神经发育的影响,将受精后36h(36hpf)的斑马鱼胚胎暴露于不同浓度氯化镉受试液中持续至受精后6d(6dpf)。在一般毒性观察的基础上,采用高通量视频跟踪技术检测了48孔板中幼鱼的自发运动能力和对外界刺激产生的惊恐反应及恢复能力。结果显示:在不引起外观形态明显改变的暴露剂量下幼鱼自发运动表现异常。其中,0.1～0.5μmol·L-1暴露组幼鱼自发运动增多、轨迹紊乱、刻板式转向运动增加、触壁活动减少;1.0μmol·L-1暴露组幼鱼出现运动抑制、静止和原地震颤等状态,幼鱼的自发运动距离与氯化镉浓度关系呈现剂量依赖性倒"U"型,这种行为毒性效应与乙醇急性暴露引起的运动效应相似。光照惊恐反射实验中,暴露组幼鱼对突发的光暗变化表现敏感或迟钝。在撤除光源后暗适应减慢或加快。以上结果说明,斑马鱼胚胎和幼鱼对氯化镉的神经发育毒性作用敏感,并且高通量的幼鱼神经行为学方法在外源性化学物的毒性评价中能够提高检测效率,具有良好的应用前景。     

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。     

马拉硫磷急性暴露对斑马鱼的行为毒性研究

以斑马鱼为受试生物,通过水质毒性生物监测仪记录行为轨迹,研究了亚致死浓度的马拉硫磷急性暴露下斑马鱼游动行为和群体分布等多项行为参数的变化。结果表明:斑马鱼对环境变化响应快速,游动速度短时间内急剧增大,之后下降再调整稳定至一定范围,变化趋势符合环境压力模型。游泳高度不断增大,暴露1 h后斑马鱼几乎全部集中到水箱上部,与暴露前水平差异显著。通讯行为参数平均距离和分散度在暴露后短时间内减小之后恢复到暴露前水平。通过解析斑马鱼的行为变化可以实现水体有机磷农药突发污染的早期预警。     

环境剂量磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯多代暴露对斑马鱼子代仔鱼的神经发育毒性

为探究环境剂量磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCIPP)多代暴露对生物体的影响,选取斑马鱼为模型,研究了斑马鱼暴露于0、3、30和300 ng·L~(-1)TDCIPP至3代后,对每一代子代5 dpf仔鱼神经发育的毒性效应。研究结果表明,F0代暴露于300ng·L~(-1)TDCIPP 120 d后所产F1代仔鱼的孵化率显著性下降,存活率显著性降低;但对F2代和F3代仔鱼的这些终点指标均无显著性影响。运动行为结果表明,F0代暴露于3和300 ng·L~(-1)TDCIPP 120 d会导致F1代仔鱼在光暗周期刺激下的游泳速度受到抑制,并伴随着神经元发育基因(ngn1)以及轴突生长标志基因(α1-tubulin、netrin1b和zn5)的显著性上调,相关性分析表明,游泳速度的抑制与ngn1、α1-tubulin和zn5这3个基因的表达显著相关。但对F2代仔鱼,仅300 ng·L~(-1)TDCIPP导致其游泳速度在黑暗刺激下显著性下降,且导致神经发育和再生相关基因(elavl3、gap43、gfap和shha)表达量显著性下降,但游泳速度的下降与基因表达无显著相关性。继续暴露至F3代仔鱼时,TDCIPP暴露对运动行为不再有显著影响。研究表明,环境剂量TDCIPP多代暴露对子代仔鱼具有神经发育毒性,表现为运动行为受损和神经发育相关基因表达量的改变,但毒性效应随着暴露代数的增加而减弱。     

麻醉剂依托咪酯诱导斑马鱼幼鱼神经发育毒性

依托咪酯(etomidate, ET)在临床上常被用作麻醉剂。ET长期高剂量地使用会导致人类意识下降和认知障碍等负面效应。但ET对鱼类的神经毒性机制尚不清楚。在本文中,2 hpf (hours post-fertilization)的斑马鱼胚胎暴露于不同浓度ET (0.010、0.091、0.501、9.400、84.31和664.4μg·L^-1)至168 hpf。通过分析ET对斑马鱼胚胎生理发育、早期行为、细胞凋亡以及多巴胺(dopamine, DA)和γ氨基丁酸(gamma aminobutyric acid, GABA)通路相关基因转录表达水平的影响,评估其对斑马鱼幼鱼神经发育毒性。结果表明,664.4μg·L^-1 ET显著增大48 hpf和60 hpf斑马鱼胚胎孵化率。0.091μg·L^-1和0.501μg·L^-1 ET诱导168 hpf幼鱼体长减少。0.010、0.091、0.501、9.400、84.31和664.4μg·L^-1 ET增大48 hpf胚胎畸形评分。0...     

Wnt信号通路对铅暴露引起的斑马鱼胚胎发育毒性的影响

铅是环境中常见的污染物,为探讨Wnt信号通路在铅暴露引起的胚胎发育毒性中的作用,将斑马鱼胚胎随机分为10组,每组100个,以铅(0、6、12、24、48μmol/L)和Wnt信号通路的激活剂HLY78(5μmol/L)单独及联合处理斑马鱼胚胎4-144 h,利用实时定量PCR技术进行分析.结果显示,铅单独暴露能够引起wnt3a表达量降低,而HLY78处理能够抑制wnt3a表达量的进行改变,修复Wnt信号通路.利用EthoVision XT软件获取并分析斑马鱼的自主运动、心率和运动行为等毒性试验的有效参数.与对照组相比,单独铅暴露组可致斑马鱼胚胎死亡率和畸形率增高,以及孵化率、心率和仔鱼平均活力降低(P0.05);加入Wnt信号通路的激活剂HLY78,与单独暴露组相比,死亡率和畸形率显著降低,孵化率、心率和仔鱼平均活力显著升高(P 0.05).各组间胚胎的自主运动没有显著差异.本研究结果表明铅暴露可影响斑马鱼胚胎的发育,使用HLY78激活Wnt信号通路能够显著地缓解铅暴露诱导的这些影响,预示破坏Wnt信号通路可能与铅诱导的发育毒性相关.(图5参28)     

十二烷基苯磺酸钠暴露对黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)胚胎发育毒性和仔鱼神经毒性的影响

该研究旨在探明十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)胚胎发育毒性和仔鱼神经毒性的影响,科学评估水体中SDBS污染的环境生态风险。将受精后4 h的黄颡鱼胚胎暴露于质量浓度为0、0.2、0.4、0.6、0.8 mg·L^-1的SDBS中,观察胚胎孵化累计死亡率、畸形率;并通过检测5日龄仔鱼脑组织中乙酰胆碱酯酶活性及相关基因的转录水平、5-羟色胺及相关基因的转录水平,探讨其神经毒性的潜在机制。结果显示,与对照相比,暴露处理的黄颡鱼胚胎孵化畸形率提高4.5～14.5百分点(P<0.05),死亡率提高7.8～23.4百分点(P<0.05)。与对照相比,暴露处理正常仔鱼和畸形仔鱼的乙酰胆碱酯酶活性分别显著降低12.0%～50.5%和15.0%～53.9%(P<0.05),暴露处理仔鱼乙酰胆碱酯酶基因mRNA转录水平下降;暴露处理正常仔鱼和畸形仔鱼5-羟色胺含量分别显著降低2.6%～9.9%和3.0%～11.1%(P<0.05),暴露处理仔鱼5-羟色胺基因的转录水平降低。上述结果表明,十二烷基苯磺酸钠暴露显著...     

双酚芴对斑马鱼神经行为的影响及毒性作用机制

基于斑马鱼模型探究双酚芴(9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorine, BHPF)诱导的神经毒性及作用机制。通过黑白箱测试、新型水槽测试和T迷宫测试开展BHPF对斑马鱼神经行为学影响的检测,通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)研究BHPF神经毒性的作用机制。黑白箱测试结果显示,BHPF造成斑马鱼运动能力异常;新型水槽测试结果显示,BHPF导致斑马鱼探索行为异常;T迷宫测试结果显示,BHPF对斑马鱼学习记忆能力产生影响。qRT-PCR结果显示,BHPF可以造成斑马鱼神经发育、自噬和凋亡相关基因的异常表达。本研究揭示了BHPF可以造成斑马鱼运动能力和探索行为异常,影响学习记忆功能。BHPF通过影响神经发育、自噬和凋亡等途径诱导神经毒性。     

氯化石蜡急性暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

比较研究了8种商品化氯化石蜡(CPs)急性暴露对斑马鱼(Danio rerio)胚胎早期发育的影响.实验结果表明,浓度分别为1、5、10和20 mg.L-1的CPs暴露7 d后均不会造成斑马鱼胚胎死亡,对斑马鱼胚胎的孵化率也无明显影响,但部分商品化CPs暴露对斑马鱼幼鱼鱼鳔发育具有明显的致畸效应,且随着暴露浓度的升高,鱼鳔畸形率显著上升,存在着明显的剂量-效应关系;此外,4种未氯化的短链石蜡烃(C10—C13)暴露对斑马鱼胚胎发育没有明显的毒性.上述研究结果表明,CPs急性暴露可造成斑马鱼幼鱼鱼鳔发育畸形,而这种致畸效应与CPs的含氯量不相关,与CPs中未经氯化的短链石蜡烃也无相关性,CPs对鱼类胚胎早期发育的潜在毒性效应需要进一步关注.     

4种农药复合污染对斑马鱼仔鱼联合毒性效应

为探明农药混合污染对斑马鱼的联合毒性效应,以斑马鱼仔鱼为研究对象,开展了氯氰菊酯、咪鲜胺、马拉硫磷和杀螟硫磷等4种农药的联合毒性效应研究。研究表明,氯氰菊酯、马拉硫磷,杀螟硫磷和咪鲜胺对斑马鱼仔鱼的96 h-LC_(50)值分别为0.12、17.88、12.39和1.45 mg·L~(-1)。根据96 h-LC_(50)值采用等毒比(1∶1)进行二元及多元联合毒性试验。二元农药混合污染(氯氰菊酯+马拉硫磷、氯氰菊酯+杀螟硫磷、氯氰菊酯+咪鲜胺和杀螟硫磷+咪鲜胺)对斑马鱼仔鱼联合作用表现协同作用。马拉硫磷+杀螟硫磷对斑马鱼仔鱼联合毒性在24 h时表现为协同作用,在其他不同时间均表现为相加作用。马拉硫磷+咪鲜胺二元农药对斑马鱼仔鱼联合毒性表现为拮抗作用。氯氰菊酯、咪鲜胺、马拉硫磷和杀螟硫磷4种农药的所有三元和四元混合污染对仔鱼联合毒性作用均表现为协同作用。研究表明,在真实的环境中,农药以混合物形式存在可能增加其对水生生物的毒性效应,给生态环境造成严重影响。     

环境相关浓度五氯苯酚全生命周期暴露对大型溞的毒性效应研究

水环境是众多化学污染物的归宿地,因此水生生物,尤其是生命周期短的浮游动物,可能在整个生命阶段均处于污染物的暴露中并受到相应的环境危害。五氯苯酚(pentachlorophenol, PCP)是一种典型的持久性有机污染物,其在自然水体中的浓度从几ng·L^-1至几十μg·L^-1不等。已有的毒理学研究探究了PCP对水生生物部分生命阶段的慢性毒性效应,而对其全生命周期的环境危害鲜有报道。因此,本研究以浮游模式动物——大型溞(Daphnia magna)为受试生物,探究了环境相关浓度PCP全生命周期暴露对其存活、生长、生殖、心率、游泳行为和基因表达的影响。环境相关浓度(1.74±0.05)、(16.84±1.13)和(166.11±9.47)μg·L^-1PCP暴露显著抑制了大型溞的游泳行为、心率、个体生长和生殖,引起了大型溞群体的过早死亡。基因转录结果显示PCP暴露显著上调了大型溞生命晚期与心脏疾病和神经递质相关途径的基因表达,表明大型溞在生命晚期阶段存活率的下降可能与心脏功能障碍和神经活动抑制有关。此外,本研究发现随着暴露时间的...     

环境污染物诱导神经毒性的表观遗传机制研究进展

表观遗传修饰与神经系统功能密切相关,其在环境污染物暴露致神经毒性中的作用机制已引起广泛关注。本文综述了重金属、有机污染物和空气颗粒物等典型环境污染物对人体和模式生物表观遗传修饰(DNA甲基化、组蛋白修饰和ncRNA等)和神经系统功能的影响,指出环境污染物可直接或(通过引起氧化胁迫)间接改变表观遗传修饰状态,导致相关基因表达失调,从而诱导一系列神经毒性,并提出当前研究存在的局限性。建议未来针对污染物的神经毒性机制研究,应着重关注组蛋白修饰和ncRNA以及不同类型表观遗传修饰之间的交互作用;同时,环境污染物复合暴露导致神经毒性的表观遗传机制有待深入研究;如何从表观遗传角度解释环境污染物诱导神经毒性的年龄易感性及性别特异性也值得进一步探讨。     

孕激素左炔诺孕酮长期低剂量暴露对雄性斑马鱼的生殖毒性

孕激素是广泛使用的高生物活性药物,其残留广泛存在于水环境中,对水生生物造成潜在威胁。本论文研究孕激素左炔诺孕酮(LNG)长期暴露对雄性斑马鱼的生殖毒性。将斑马鱼胚胎暴露于环境相关浓度的LNG(10, 33, 100 ng·L~(-1))至性成熟(受精后142 d),得到100%的雄性斑马鱼。将得到的雄鱼与未暴露的雌鱼配对,结果发现100 ng·L~(-1) LNG处理组雄鱼使得未暴露雌鱼产卵的数量较对照组雄鱼使得未暴露雌鱼产卵的数量显著减少。33和100 ng·L~(-1)处理组雄鱼与未暴露雌鱼配对所得子代在受精后7 d内的存活率较对照组雄鱼与未暴露雌鱼配对所得子代的存活率显著降低。33 ng·L~(-1) LNG显著升高总活力、活跃精子活力、平均路径速度、直线运动速度、曲线运动速度等精子活力参数,但其他浓度的LNG并不影响精子的活力。LNG在33和100 ng·L~(-1)的浓度下显著降低雄鱼血浆中11-酮基睾酮(11-KT)的含量,且在3个浓度下均显著降低雄鱼血浆中雌二醇(E2)的含量,但对睾酮(T)无明显影响。此外,LNG暴露可干扰雄鱼大脑和精巢中孕激素受体(npr, mprα, mprβ)、雌激素受体(erα, erβ)以及雄激素受体(ar)的转录,可能通过这些受体途径参与生殖调控。研究结果表明环境相关浓度的左炔诺孕酮长期暴露可导致雄性斑马鱼的生殖内分泌干扰效应,并提示:仅雄鱼单独受孕激素暴露影响,也可能对鱼类种群的生殖产生深远影响。     

磷酸三苯酯对斑马鱼早期生命阶段的神经毒性研究

磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)作为多溴联苯醚类阻燃剂的替代产品,是一类生产和需求量均相当高的有机磷酸酯类阻燃剂,目前已在多种环境介质以及生物体内均有不同程度检出。由于结构和有机磷农药具有相似性,其对生物的神经毒性值得关注。本研究以斑马鱼为实验动物,研究了TPP(5~625%g·L-1)的胚胎发育毒性和行为毒性,并通过检测乙酰胆碱酯酶活性以及神经系统相关基因的转录水平,探讨其可能的毒性机制。研究发现,TPP可导致斑马鱼胚胎孵化时间延长,体长变短,心率变慢。同时,TPP暴露也可以影响斑马鱼幼鱼在持续光照和明暗周期刺激下的游泳行为,表现为低浓度增加而高浓度降低其游泳速度。而TPP暴露后幼鱼乙酰胆碱酯酶活性以及神经发育相关基因转录水平的变化可能是导致其行为毒性的原因。虽然实验中所设定的暴露浓度高于环境中一般浓度,但TPP在短期暴露中所表现出的胚胎和神经发育毒性表明TPP对于水生生物可能存在一定风险,需要进一步研究加以确认。     

母体暴露环境浓度盐酸四环素对F1代斑马鱼胚胎骨骼发育的影响

抗生素被广泛应用于兽药和饲料添加剂中,尤其是四环素等广谱抗生素,长期滥用于养殖业中.四环素是目前用量最大、应用范围最广泛的一种抗生素.抗生素在体内蓄积,或者以原型随粪便排入环境中,造成环境污染.实验用斑马鱼为模式动物来评价低浓度四环素对斑马鱼下一代(F1)发育的毒性影响.选取4月龄亲代斑马鱼(F0),分别给予0.1、1...     

有机磷酸酯对斑马鱼的早期神经毒性作用研究

国内外研究已证实,有机磷酸酯广泛分布于多种环境介质中,但目前仍缺乏足够的数据阐明有机磷酸酯具有早期神经毒性效应及其可能的毒性作用机制。本研究采用模式动物斑马鱼(Danio rerio)作为研究对象,选择了环境中3种典型的有机磷酸酯类化合物包括磷酸三苯酯(TPP)、2-乙基己基二苯基磷酸酯(EHDPP)和磷酸三(2-氯)乙酯(TCEP),从斑马鱼运动行为、氧化应激和神经发育关键基因的转录等方面阐述有机磷酸酯的早期神经毒性作用及可能的作用机制。研究发现,TPP(0.1和1 mg·L~(-1))、EHDPP(0.2和2 mg·L~(-1))和TCEP(0.5和5 mg·L~(-1))可能通过诱导氧化应激并下调神经发育关键基因(mbp和syn2a)的转录从而显著抑制斑马鱼的运动行为。本研究可以为有机磷酸酯类阻燃剂及其替代产品的生产、使用和危险度评估提供直接依据。     

4-壬基酚对斑马鱼(Danio rerio)胚胎/仔鱼的毒性效应

4-壬基酚(4-NP)作为一种稳定的环境内分泌干扰物,会对生物体的生长发育造成影响。以斑马鱼(Danio rerio)胚胎为供试体,研究4-壬基酚对斑马鱼胚胎生长发育的毒性效应。斑马鱼胚胎被暴露在一系列浓度的4-壬基酚溶液中(2.0、5.0、10.0、25.0、50.0和125.0μg·L-1),暴露120 h后空白组初孵仔鱼因饥饿出现死亡即停止实验。记录暴露120 h内斑马鱼胚胎的死亡数、孵化数,畸形数、仔鱼体长及30 s心跳数。结果表明,4-壬基酚对斑马鱼胚胎48、72和96 h的半致死浓度(LC50)分别为131.4、47.2和26.8μg·L-1;125.0μg·L-1的4-壬基酚对斑马鱼胚胎的高致死效应使其孵化率显著降低;与空白对照组相比,4-壬基酚的暴露可显著提高斑马鱼胚胎尾部畸形率和仔鱼的心包囊肿率,其中斑马鱼胚胎尾部畸形率随处理浓度的增加而增加,呈正剂量-效应关系;经4-壬基酚暴露处理的斑马鱼仔鱼的体长及30 s心跳数较空白对照组均显著下降。2.0μg·L-14-壬基酚对斑马鱼胚胎及仔鱼即具有致畸和致死效应,对其胚胎的发育有不利影响。     

新精神活性物质氯胺酮对斑马鱼幼鱼的神经毒性

氯胺酮(ketamine, KET)是一种新精神活性物质,使用后会产生致幻、视听分离感和欣快感。KET已经在地表水中广泛检出,浓度高达420 ng·L^-1。已有大量研究表明KET对人、鼠类等哺乳动物具有强烈的神经毒性,但KET对鱼类的神经毒性及潜在机制尚不清晰。目前研究多关注KET对非竞争性N-甲基-D-天门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate, NMDA)受体的影响,较少考虑多巴胺(dopamine, DA)和γ-氨基丁酸(GABA)通路的影响。为研究KET对斑马鱼幼鱼早期神经毒性及其作用机制,将2 hpf (hours post-fertilization)的斑马鱼胚胎分为对照组和3个暴露组(10、100和1 000 ng·L^-1),分析KET对斑马鱼胚胎和幼鱼行为、活性氧水平以及神经相关基因转录水平的影响。结果表明,10 ng·L^-1 KET显著降低7 dpf斑马鱼心率(P<0.05)。行为分析显示,100 ng·L^-1和1 000 ng·L^-1KET显...     

高效氯氰菊酯急性暴露中斑马鱼相关酶活性和基因表达变化

高效氯氰菊酯广泛地应用于农业生产及日常生活中的害虫防治,但对水生生物却毒性极高。为探究高效氯氰菊酯对斑马鱼的急性毒性,以总超氧化物歧化酶(总SOD)、过氧化氢酶(CAT)和乙酰胆碱酯酶(ACh E)活性以及相关的基因表达量变化为检测指标,研究其对斑马鱼成鱼的影响。急性毒性试验结果显示,高效氯氰菊酯对斑马鱼属剧毒物质,斑马鱼的急性中毒症状为身体蜷曲、抽搐,鳃盖扇动加快,游动能力减弱,间歇性出现无规律急速游动和撞壁行为。酶活测定结果显示,斑马鱼组织中总SOD、CAT和ACh E活性与高效氯氰菊酯呈现低浓度诱导、高浓度抑制的剂量效应关系;相关基因表达量的检测结果显示,高效氯氰菊酯会诱导斑马鱼肝脏、肠和脑中Sod1、Cat以及Ache的m RNA表达上调。研究表明,高效氯氰菊酯的神经毒性和氧化损伤共同造成了斑马鱼的中毒甚至死亡。     

环境浓度氧化石墨烯和多环芳烃复合暴露诱发成年斑马鱼脑组织的分子响应研究

氧化石墨烯(graphene oxide, GO)是目前十分重要的人工纳米材料,且极有可能被排放到环境中。因而GO与环境中的共存污染物多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)对水生生物的复合暴露毒性及其相关机理值得进一步研究。使用成年斑马鱼为动物模型,选取水环境浓度的典型污染物16种优控PAHs与环境预测浓度的GO对成年斑马鱼进行21 d亚急性暴露,研究GO和PAHs复合暴露对成年斑马鱼脑组织的毒性效应及其分子机理。结果表明,GO暴露组和PAHs-GO复合暴露组在21 d的亚急性暴露中均不会诱发成年斑马鱼的死亡和畸形,但会降低斑马鱼脑组织细胞色素P4501B1酶(CYP1B1)和β-半乳糖苷酶(β-Gal)的含量;在分子水平上,0.1 mg·L^-1 GO组(GO组)、5μg·L^-1 PAHs组(PAHs组)和0.1 mg·L^-1 GO&5μg·L^-1 PAHs组(PAHs-GO组)诱发的差异基因数量和差异基因通路数量排序为PAHs组>GO...