不同形态微塑料和汞对斑马鱼胚胎发育毒性联合作用研究

为探讨不同形态微塑料对生物体的毒性差异,本研究比较了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)颗粒(直径约70～250μm)和纤维(长度约3～5mm,直径约20μm)与重金属汞(Hg)对斑马鱼胚胎发育的联合毒性效果.结果表明,Hg单独暴露对斑马鱼胚胎造成了胚胎发育毒性(如血流发育障碍,心跳变缓和孵化率降低)以及心包囊水肿和尾巴畸形效应,48和72h的畸形率分别高达31.3%和91.7%.纤维状(f-PET)和颗粒状(p-PET)微塑料都会减轻Hg的胚胎发育毒性.从代谢组学的数据来看,Hg对机体造成的糖代谢和氨基酸代谢紊乱效应在微塑料和Hg联合暴露组也显著降低(P<0.01).但是,由于对Hg吸附能力和过程的差异,p-PET更显著缓解Hg造成的24h血流障碍效应,而在暴露后期在降低Hg对斑马鱼胚胎畸形毒性方面不如f-PET显著.因此,微塑料与Hg的联合毒性效果与微塑料的形态有关.     

双酚AF暴露对胚胎期和幼鱼期斑马鱼的毒性效应

为明确不同发育阶段的斑马鱼对BPAF(双酚AF)暴露的易感性,采用暴露试验法初步研究了BPAF对胚胎期和幼鱼期斑马鱼的发育毒性. 结果表明:①BPAF暴露可延缓胚胎期斑马鱼的发育和孵化,使其出现心包水肿、卵黄囊异常、心率下降、心脏搏动停止等症状. ②暴露96 h后,ρ(BPAF)为2.0、2.5、3.0 mg/L暴露组胚胎期斑马鱼的畸形率高达100%,暴露24 h致畸的EC₅₀(半数效应浓度)为2.00 mg/L,暴露96 h的LC₅₀(半数致死浓度)为1.84 mg/L. ③暴露72 h后,对照组幼鱼期斑马鱼鱼鳔发育缺陷率为0;除ρ(BPAF)为1.0 mg/L暴露组外,其余BPAF暴露组幼鱼期斑马鱼鱼鳔发育缺陷率为100%. ④随着暴露时间的延长以及中毒程度的加深,幼鱼期斑马鱼出现的中毒症状依次表现为心包水肿、卵黄囊水肿、背脊弯曲、心跳停止,暴露48和72 h时其心包水肿的EC₅₀分别为1.76、1.56 mg/L,暴露96 h的LC₅₀为1.77 mg/L. 胚胎期和幼鱼期斑马鱼对BPAF暴露响应的差异分析显示,幼鱼期斑马鱼对BPAF暴露的反应更为敏感,幼鱼期斑马鱼的心包水肿症状可作为BPAF毒性响应的最佳指标之一.      

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.     

纳米氧化物对斑马鱼胚胎孵化率的影响

为评价纳米氧化物的水生态毒理效应,以模式生物斑马鱼胚胎为研究对象,观察了纳米ZnO、纳米TiO2、纳米Fe2O3、纳米Fe3O4和纳米SiO2对其96h孵化率的影响.结果表明,纳米氧化物毒性与其成分有很大关系.纳米ZnO对斑马鱼胚胎孵化抑制作用明显,毒性较大,且其毒性与浓度之间存在一定的剂量-效应关系;在低浓度时,纳米ZnO抑制胚胎孵化的效应较等浓度Zn2+强,说明纳米ZnO特殊理化性质发挥了一定作用.纳米Fe2O3在低浓度下不影响胚胎孵化率,而在高浓度下抑制胚胎孵化.纳米TiO2、纳米Fe3O4、和纳米SiO2对斑马鱼胚胎96h孵化率没有明显影响.     

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.     

己烯雌酚在斑马鱼胚胎中的生物蓄积及毒性机制研究

采用HPLC和斑马鱼胚胎发育方法,测定了己烯雌酚（DES）在标准模式种斑马鱼胚胎体内的蓄积规律及胚胎毒性效应,并利用定量活性-结构分析（QSAR）和基因芯片技术,探讨了DES对斑马鱼胚胎的致毒机制.结果表明,在0.2 mg/L DES中暴露24、 48和72 h后,胚胎体内的DES含量分别为（25.78±4.95）、（54.88±7.10）和（71.93±10.55）μg/g;不同起始染毒时间（0 hpf和8 hpf）条件下,亚致死最敏感指标均为72 h孵化率抑制,EC₅₀分别为（0.14±0.09）和（0.33±0.14） mg/L,说明胚胎在发育囊胚期（发育8　h）前对DES暴露更为敏感.QSAR研究发现,DES相对其它酚类类雌激素对斑马鱼胚胎具有较高的毒性,这与它具有较高的TE值（51.121 7　eV）相关;基因芯片研究发现,5　μg/L DES暴露21　d后能导致斑马鱼成鱼部分基因表达异常.DES对斑马鱼具有一定的胚胎毒性和遗传毒性,而生化反应是致毒的关键步骤.     

高残留农药福美双对斑马鱼胚胎脊索的特异性影响

福美双在我国是一种广泛使用的二硫代甲氨基甲酸盐类农药,它的高残留性已经引起世界各国的重视. 以斑马鱼胚胎作为试验动物模型,从分子水平探讨了福美双对胚胎脊索弯曲的毒性作用机制.结果表明,福美双造成斑马鱼胚胎脊索弯曲与重叠等形态学变化,脊索弯曲程度与福美双的染毒浓度呈正相关. 通过Ⅱ型胶原蛋白抗体染色表明,福美双引起软骨发育的变化与Ⅱ型胶原蛋白表达的降低密切相关. 试验进一步表明,斑马鱼胚胎适合作为农药毒性评价的模型.      

毒死蜱对斑马鱼胚胎氧化应激效应研究

以斑马鱼为模型,研究了毒死蜱对斑马鱼胚胎形态学的影响,及其对胚胎的氧化应激和氧化损伤作用.将斑马鱼胚胎暴露在梯度浓度的毒死蜱溶液中96h后,发现毒死蜱会造成斑马鱼胚胎严重畸形甚至死亡,其96h半致死浓度为1.18mg/L.对氧化应激相关基因的表达及抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量进行检测,结果表明,在毒死蜱胁迫下抗氧化酶(SOD、CAT)活性降低,并且其编码基因(Cu/Zn-sod、Mn-sod、cat)的表达受到抑制;但在低浓度毒死蜱胁迫下,抗氧化酶活性并没有受到显著影响,而抗氧化酶基因的表达对毒死蜱更加敏感.毒死蜱能引起gstp2的表达上调,但GST活性与gstp2的表达变化并不一致.处理组胚胎中nrf2表达上调,从而上调抗氧化蛋白和II相解毒酶基因的表达.毒死蜱胁迫下,基因ucp2、cox1表达下调,能够减少呼吸链ROS的产生.同时基因bcl2表达下调,表明凋亡的平衡受到破坏.毒死蜱处理组中MDA含量显著升高,说明毒死蜱能造成斑马鱼胚胎氧化损伤.     

微塑料对鲫鱼生长、肝脏损伤和肠道微生物组成的影响

广泛存在于自然环境中的微塑料可能会危害水生生物的生长和健康,目前该方面的研究较少.以淡水杂食性鱼类鲫鱼作为研究对象,喂食不同微塑料浓度的鱼食进行为期30 d的食源暴露试验,分析微塑料对鲫鱼生长、肝脏损伤和肠道微生物组成的影响.结果表明,与对照组相比,各试验组中鲫鱼的身长没有明显变化,但低浓度组的鲫鱼体重显著增加,中浓度组和高浓度组的体重明显下降.低浓度组的鲫鱼肝脏组织基本正常,中浓度组和高浓度组的均出现了不同程度的肝组织异常现象,其中高浓度组的肝脏损伤最为严重.鲫鱼肠道中,变形菌门、梭杆菌门、厚壁菌门和拟杆菌门是门水平上的优势菌种,葡萄球菌属和劳尔氏菌属等致病菌在各试验组鲫鱼肠道中均有出现;α多样性结果表明高浓度组的鲫鱼肠道微生物菌群最为丰富;PCoA结果显示对照组和试验组的鲫鱼肠道微生物存在明显的聚类特征.     

不同官能团微塑料对斑马鱼胚胎菌群和代谢功能的胁迫效应

为探究官能团修饰对微塑料生物效应的影响规律和机制,分析了3种聚苯乙烯微塑料（PS、PS—NH₂和PS—COOH）在斑马鱼（Danio rerio）胚胎内的累积特征,并利用微生物组学和代谢组学相结合的分析技术,解析了斑马鱼幼鱼体内代谢功能及微生物群落的响应规律.结果显示,3种微塑料都可以在斑马鱼体内产生累积,其含量范围为143~175 μg·g^-1,且不存在明显差异性.斑马鱼胚胎绒毛膜是微塑料早期暴露的主要累积场所,但不能有效阻止小粒径微塑料的穿透.未修饰的PS明显影响了斑马鱼幼鱼体内氨基糖苷类的代谢能力,PS—NH₂主要对氨基酸的代谢过程产生了影响,而PS—COOH则主要作用于三羧酸循环、氨基酸及糖酵解等代谢通路.3种微塑料均导致了斑马鱼幼鱼体内代谢功能的变化,从而对斑马鱼产生了毒性效应,而微塑料的官能团修饰则加强了这一影响程度.与对照组相比,PS—NH₂明显降低了斑马鱼幼鱼体内的微生物群落的多样性,显著增加了变形菌门（Proteobacteria）的占比,导致斑马鱼幼鱼体内的菌群失衡,从而引起鱼体代谢功能的紊乱.微塑料的官能团修饰可能会明显改变其对生物体的胁迫效应,导致难以预测的生态风险.     

PFOS/PFOA对斑马鱼(Danio rerio)胚胎致毒效应研究

采用斑马鱼胚胎毒性测试方法,研究了PFOA/PFOS对斑马鱼的急性毒性和生命早期阶段生长发育的影响.结果表明,PFOS/PFOA对斑马鱼有明显毒性作用,LC₅₀(48 h)分别为1005 mg/L和107 mg/L,LC₅₀(96　h)分别为499 mg/L和71 mg/L.PFOS/PFOA抑制斑马鱼胚胎发育,可导致胚胎发育畸形,甚至死亡,高浓度(＞240 mg/L)PFOS损伤细胞膜,导致胚胎分裂中的细胞发生自溶而卵凝结死亡,抑制胚胎原肠胚的形成.在各种亚致死效应中,脊柱畸形对PFOS暴露最敏感,其EC₅₀=9.14 mg/L,PFOA暴露最敏感亚致死性毒理学终点为96　h孵化,对应EC₅₀=328.0 mg/L.PFOA/PFOS导致胚胎发育延迟,具有发育毒性.     

麻黄碱在斑马鱼体内的器官特异性蓄积及毒代动力学

麻黄碱(ephedrine,EPH)是一种生物碱,用于减轻感冒、过敏性鼻炎、鼻炎及鼻窦炎引起的鼻充血症状,控制支气管哮喘等,同时还是制造毒品冰毒的原料.EPH已经在地表水中广泛检出,并可能对水生生物甚至生态系统产生不利影响.但目前,EPH在水生生物中的摄取、器官分配和毒代动力学过程还没有受到关注.本研究中将斑马鱼(Da...     

三氯卡班环境暴露对斑马鱼神经行为的影响

为了探究三氯卡班(TCC)对脊椎生物神经行为的干扰及机制, 以脊椎模式生物斑马鱼为研究对象, 分别评判了TCC亚致死剂量急性暴露对幼鱼的神经发育毒性及慢性暴露对成鱼神经行为的影响.结果表明: TCC亚致死剂量急性暴露造成斑马鱼胚胎及幼鱼自主运动活力减少, 对声光刺激的敏感程度下降.吖啶橙凋亡染色表明, TCC诱导幼鱼头肾、脑部和眼睛等多部位发生细胞过度凋亡.通过扫描电镜观察, 侧线神经丘形态畸形, 发育受到抑制, 毛细胞团数量减少且排列紊乱.成鱼行为学试验结果显示, TCC长期暴露的成鱼过度焦虑及恐慌, 避险和警惕能力下降, 并表现出自闭, 不愿社交, 显著影响斑马鱼的记忆力、学习能力和辨别认知功能.     

不同类型植物凋落物参与下炼锌废渣对斑马鱼抗氧化酶和神经毒性的影响

为评价矿山生态修复过程中植物凋落物参与下炼锌废渣体系浸出液对水生生物抗氧化酶和神经毒性的影响,通过模拟添加不同类型代表性修复植物(三叶草、刺槐、构树和法国梧桐)凋落物处理黔西北土法炼锌废渣,检测在不同处理废渣浸出液中暴露28 d斑马鱼(Danio rerio)组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛...     

新型消毒副产物碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏氧化损伤的机理研究

具有较好水溶性的碘代乙酸是新型饮用水消毒副产物,其对水生生物的毒效应及机理备受关注.肝脏是鱼类发挥解毒作用的的主要组织,极易受化学污染物影响.本研究以模式水生动物斑马鱼(Danio rerio)为研究对象,采用半静态换水法,研究了碘代乙酸急性暴露诱导鱼体解毒功能组织氧化损伤的毒效应机理.暴露96 h后,相对于对照组,不同剂量碘代乙酸(1μg·L-1、10μg·L-1和100μg·L-1)暴露导致斑马鱼肝脏组织活性氧和丙二醛含量明显增加;超氧化物歧化酶和谷胱甘肽S转移酶活性增强,而过氧化氢酶活性降低;肝脏解毒过程标志性基因CYP1A、CYP3A和GST在mRNA水平表达量不断增加;这些指标的变化都呈现明显的剂量-效应特征.上述研究表明,饮用水消毒过程形成的碘代乙酸对水生生物具有明显的氧化应激效应,鱼体肝脏组织解毒功能基因相对于其它指标更敏感,可作为生物标志物.此外,应当加强饮用水消毒工艺研究,减少碘代乙酸等消毒副产物的形成以降低其对水生生态系统的潜在危害.     

氟对斑马鱼生殖毒性研究

为了探讨氟对鱼类的生殖毒性效应,以成年斑马鱼为试验对象,氟化钠暴露45 d和90 d后,运用组织切片观察斑马鱼性腺组织的发育情况,采用酶联免疫分析法测定性腺中雌二醇（Estradiol,E2）、卵黄蛋白原（Vitellogenin,VTG）和睾酮（Testosterone,T）的含量,并使用实时荧光定量PCR方法检测斑马鱼生殖相关基因的表达水平.结果显示：氟暴露会阻滞成年斑马鱼性腺发育,造成卵泡发育不良,精巢生精能力下降;同时降低雌性斑马鱼性腺中E2和VTG的含量,增加T的含量;雌性斑马鱼孕酮受体（Prg）和糖皮质激素受体（GR）基因相对表达量随氟浓度的增加呈先降后升的趋势,随着染毒剂量与时间的增加,雄激素受体（AR）基因相对表达量逐渐增加,而CYP19a基因相对表达量逐渐减少.雄性斑马鱼性腺中E2、VTG、T的含量及生殖相关基因表达的变化趋势则与雌性斑马鱼相反.综上所述,氟暴露可以通过影响斑马鱼体内性腺发育、E2、VTG、T含量及生殖相关基因表达来影响其生殖功能.实验结果可为进一步研究氟化物对水生动物的生殖毒性效应提供理论依据.     

微塑料对黑麦草吸收和累积水体中环丙沙星的影响

微塑料（microplastics,MPs）和抗生素作为新型环境污染物,引起了国内外学者对其生态风险的关注.以黑麦草（Lolium perenne L.）为供试植物,以聚苯乙烯微塑料和环丙沙星（ciprofloxacin,CIP）为研究对象,探讨微塑料对水培黑麦草吸收和富集抗生素的影响及MPs-CIP复合污染对植物生长的毒性作用.结果表明:黑麦草对单一CIP和MPs-CIP复合污染中的CIP均有吸收去除能力,底物中微塑料的存在会促进黑麦草对低浓度CIP的吸收去除,去除率最高可达100%,但对高浓度（1.0、2.0 mg/L）CIP吸收的影响不显著（P>0.05）.同时,微塑料可促进黑麦草根部积累的CIP向地上部转运,当CIP浓度分别为0.1、2.0 mg/L时,投加微塑料后根部积累的CIP含量与单一CIP处理组相比分别降低了44.0%、21.2%,叶片中CIP的积累量分别增加了2.9、3.0倍.微塑料的加入显著加重了CIP对黑麦草生长和叶绿素含量的抑制作用.与2.0 mg/L CIP处理组相比,50.0 mg/L MPs-2.0 mg/L CIP复合污染处理组对黑麦草根长和鲜质量的抑制率分别增加了53.7%和79.6%,而叶绿素a、b含量则分别降低了38.5%和44.4%.研究显示,水体中微塑料与CIP的共存会影响黑麦草吸收和体内积累CIP,并加重CIP对植物生长的毒性作用.      

Toxic effects of perfluorononanoic acid on the development of Zebrafish (Danio rerio) embryos

Perfluorononanoic acid(PFNA) is a nine-carbon perfluoroalkyl acid widely used in industrial and domestic products. It is a persistent organic pollutant found in the environment as well as in the tissues of humans and wildlife. There is a concern that this chemical might be a developmental toxicant and teratogen in various ecosystems. In the present study,the toxic effects of PFNA were evaluated in zebrafish(Danio rerio) embryos. One hour post-fertilization embryos were treated with 0, 25, 50, 100, 200, 300, 350, and 400 μmol/L PFNA for 96 hr in 6-well plates. Developmental phenotypes and hatching rates were observed and recorded. Nineteen genes related to oxidative stress and lipid metabolism were examined using Quantitative RT-PCR and confirmed by whole mount in situ hybridization(WISH). Results showed that PFNA delayed the development of zebrafish embryos, reduced the hatching rate, and caused ventricular edema and malformation of the spine. In addition, the amount of reactive oxygen species in the embryo bodies increased significantly after exposure to PFNA compared with that of the control group. The Quantitative RT-PCR and WISH experiments demonstrated that m RNA expression of the lfabp and ucp2 genes increased significantly while that of sod1 and mt-nd1 decreased significantly after PFNA exposure. The m RNA expression levels of gpx1 and mt-atp6 decreased significantly in the high concentration group. However, the m RNA expression levels of both ppara and pparg did not show any significant variation after exposure. These findings suggest that PFNA affected the development of zebrafish embryos at relatively low concentrations.