苯并[a]芘和1-羟基芘诱导人胚胎干细胞分化心肌细胞ROS、CYP基因表达和DNA损伤

多环芳烃(PAHs)化合物中的苯并[a]芘和PAHs暴露检测标志物1-羟基芘与心脏功能障碍有关,但其生物学机制尚不清楚。为研究苯并[a]芘和1-羟基芘对心脏的毒性作用,基于人胚胎干细胞分化心肌细胞(hESC-CM)研究了苯并[a]芘和1-羟基芘对心肌细胞活性氧(ROS)生成、CYP基因表达和DNA损伤等的影响。结果表明,苯并[a]芘和1-羟基芘对h ESC-CM活性无影响,但能显著增强细胞ROS水平,诱导DNA损伤。此外,苯并[a]芘还能诱导细胞线粒体促凋亡基因的表达。研究表明,苯并[a]芘和1-羟基芘能通过诱导氧化应激和DNA损伤事件导致h ESC-CM损伤,在一定程度上解释了多环芳烃暴露导致心脏疾病的分子机制。     

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。     

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。     

运用热带爪蟾胚胎测定工业废水的发育毒性

采用热带爪蟾胚胎测定江苏省常州市8家典型行业工业废水的发育毒性,结果显示:各行业工业废水对爪蟾胚胎的发育均有不同程度的影响,而印染、啤酒、电镀和化工行业出水的发育毒性更强。试验表明,理化指标并不能完全反映工业废水的综合毒性,而热带爪蟾胚胎可有效地表征其发育毒性。比较各行业工业废水的毒性,初步探讨热带爪蟾胚胎用于工业废水毒性检测的可行性。     

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.     

火炬松成熟合子胚培养直接体细胞胚胎发生和植株再生

以Hb、Ma和Mc3个基因型的火炬松成熟合子胚为外植体,建立了火炬松的离体培养直接体细胞胚胎发生植株再生体系实验结果表明,不同基因型火炬松之间的直接体细胞胚诱导频率有明显差异3个基因型中．Hb的成熟合子胚在附加1mg·L－12,4－D和4mg·L－1BA的DCR培养基上的直接体细胞胚诱导频率最高,达18％,扫描电镜观察表明,直接体细胞胚主要形成于成熟合子胚的子叶表而且胚轴较短,和母体组织仅保持胚根部位的联系组织细胞学切片结果表明,直接体细胞胚上胚根的发育落后于子叶,但是由直接体细胞胚发育形成的再生小苗有独立的维管组织,根部也较发达,并且整个小植株的维管系统和成熟合子胚上子叶的维管组织没有直接的联系.     

水体酸化条件下Cu(II)对斑马鱼胚胎的毒性效应

为评价由酸雨、酸性矿山排水等环境污染导致的水体酸化及水体重金属联合作用对水生生物的生态毒性效应,研究了不同pH值(pH=3、4、5、6、7和7.8)条件下Cu2+对斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明,酸性水体及Cu2+单一存在时,酸对斑马鱼胚胎24h半数效应浓度值EC50为pH=3.65,Cu2+(pH=7.8)对斑马鱼胚胎24h-EC50为0.267mg·L-1;当水体酸化及水体中的Cu2+共存时,较低的pH对Cu2+的生物毒性起协同作用,表现为随溶液pH的降低,各浓度Cu2+对斑马鱼胚胎的24h凝结率显著增高(P24h致死率=0.001),而斑马鱼胚胎96h孵化率显著降低(P96h孵化率=0.002),且不同浓度的Cu2+之间的生物毒性效应存在显著性差异(P24h致死率=0.0321;P96h孵化率=0.0028)。这说明酸性水体和Cu2+都显著影响斑马鱼胚胎的发育,且Cu2+在酸性水体中对斑马鱼胚胎的毒性显著增强。因此,在受重金属Cu2+污染的地区,如同时受到酸雨或酸性矿山排水等较低pH值和Cu2+的双重胁迫,较低浓度的Cu2+就能够对水生生物的生殖发育及水生生态系统产生严重的影响和危害。     

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1 005 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.     

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.