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莠去津和芴對斑馬魚胚胎的聯(lián)合毒性效應(yīng)研究

2021-11-09 03:49王北南宋曉賀琳娟錢永忠邱靜
關(guān)鍵詞:仔魚斑馬魚混合物

王北南,宋曉,賀琳娟,錢永忠,邱靜

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全重點實驗室,北京 100081)

近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快,工、農(nóng)、畜牧、水產(chǎn)等行業(yè)中人類活動的加劇使得水體中涌現(xiàn)了大量新型有機(jī)污染物。水是生命之源,水體中的污染物通過長距離遷移和食物鏈富集作用最終將會進(jìn)入人體,對人體健康造成極大的威脅,已經(jīng)成為研究重點[1]。

莠去津是一種三嗪類除草劑,在20 世紀(jì)50 年代投入商業(yè)化,目前已經(jīng)成為世界上第二大消費使用的除草劑[2]。由于其用量大、具有中等水溶性且對土壤吸附性低,通常殘留于水環(huán)境中[3],已經(jīng)在世界各地的水體中被發(fā)現(xiàn)。20 世紀(jì)70 年代對灌溉尾水回收坑內(nèi)的土壤及水檢測發(fā)現(xiàn),莠去津殘留相較于其他農(nóng)藥更頻繁、更持久,其中在水中檢測到的最大含量為1 074.1 μg·L?1[4],相關(guān)調(diào)查顯示,發(fā)展中國家比發(fā)達(dá)國家地表水中的莠去津濃度更高[5]。莠去津具有發(fā)育毒性、內(nèi)分泌和抗氧化系統(tǒng)干擾效應(yīng),以及生殖毒性等,會誘導(dǎo)大鼠的紅細(xì)胞氧化損傷[6],引起斑馬魚胚胎谷胱甘肽S?轉(zhuǎn)移酶(GST)活性增強(qiáng)[7],引起胎鼠[8]、美洲蟾蜍、林蛙及非洲爪蟾幼體[9]生長發(fā)育遲緩,降低斑馬魚卵的孵化率[10],誘導(dǎo)仔鼠的下丘腦以上神經(jīng)元損傷等[11]。多環(huán)芳烴(PAHs)是一類稠環(huán)芳香族化合物,廣泛存在于石油、煤炭中,目前也是水體中一類典型的持久性有機(jī)污染物。多環(huán)芳烴難以降解,具有遠(yuǎn)距離遷移性和生物積累性[12],其中芴(Flu)是美國環(huán)保總局優(yōu)先控制的16 種多環(huán)芳烴之一。我國水體環(huán)境中檢出率較高的多環(huán)芳烴是芴、萘、菲,其中再生水中芴檢出量最高[13]。芴目前已被證實具有神經(jīng)毒性、抗氧化酶系統(tǒng)干擾效應(yīng)等,會影響SOD、CAT的活性從而嚴(yán)重影響斑馬魚抗氧化酶系統(tǒng)[14],導(dǎo)致斑馬魚非極性麻痹作用,細(xì)胞中毒并失去活性[15],同時,芴及其代謝物會到達(dá)大鼠腦室,引起大鼠產(chǎn)生焦慮等行為障礙[16]。

斑馬魚成本低、繁殖周期短、胚胎透明且發(fā)育同步,與人類基因組具有高度同源性,具有敏感的發(fā)育階段,已成為毒理學(xué)研究中重要的模型生物[17]。在開展斑馬魚相關(guān)研究時,代謝組學(xué)技術(shù)通過研究生物機(jī)體整體代謝情況的變化,在解釋低劑量環(huán)境污染物對生物體響應(yīng)機(jī)制方面發(fā)揮了重要作用[18]。水體環(huán)境中的污染物通常以混合物形式存在,多環(huán)芳烴和三嗪類除草劑作為水體中常見的有機(jī)污染物,其混合污染情況已經(jīng)受到了人們的重視[19]。與單一污染物相比,混合污染物可能導(dǎo)致生物體內(nèi)更復(fù)雜的毒性加和、協(xié)同增強(qiáng)等相互作用[20],而目前針對莠去津和芴等水體污染物的聯(lián)合毒性研究相對較少。因此,本文研究了莠去津和芴對斑馬魚胚胎的聯(lián)合毒性,利用模型預(yù)測污染物在表型異常上聯(lián)合作用方式,并基于靶向代謝組學(xué)技術(shù),探討其對氨基酸代謝的擾亂影響,篩選毒性敏感代謝物,從而解析污染物對斑馬魚胚胎的毒性機(jī)制,以期為評估水體混合污染風(fēng)險和水產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 斑馬魚胚胎的獲得與培養(yǎng)

控制野生AB 型雌雄斑馬魚成魚(購自國家斑馬魚資源中心,China Zebrafish Resource Center,CZRC)的日夜節(jié)律:晝 14 h,夜 10 h,采卵前一天 20:00—21:00 點將雌雄斑馬魚成魚隔開,次日上午8:00—9:00 點使性成熟的雌雄斑馬魚成魚以1∶1 比例自然交配,受精后3 h 時,收集受精卵并用胚胎培養(yǎng)液清洗,選擇處于同一發(fā)育階段且發(fā)育正常的胚胎置于培養(yǎng)液中,于28.5 ℃的條件下恒溫控光培養(yǎng),待后續(xù)實驗研究。胚胎培養(yǎng)液為凈化水,其理化性質(zhì)為:溫度(28±1)℃,pH 7.0±0.1,硬度 75~200 mg·L?1,電導(dǎo)率(500±1)μS·cm?1。

1.2 試劑與儀器

莠去津和芴標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%)購自天津阿爾塔科技有限公司,由于暴露于0.1%二甲基亞砜(DMSO,純度99.9%,購自北京百靈威科技有限公司)不會影響實驗結(jié)果,因此將莠去津和芴溶于DMSO中,配制為 25 000 mg·L?1的儲備溶液,?20 ℃避光儲存,用胚胎培養(yǎng)液稀釋該儲備液以獲得系列濃度污染物暴露溶液。甲醇(Fisher,色譜級)購自北京化標(biāo)源科技有限公司。甲基纖維素(Sigma?Aldrich)購自北京雁棲灣生物技術(shù)有限公司。

實驗儀器包括顯微鏡(SZX2?ILLT,奧林巴斯,日本)、人工氣候箱(RXM 智能型,寧波江南儀器廠,中國寧波)、液相色譜?三重四極桿/線性離子阱質(zhì)譜儀(QTRAP 6500+,美國SCIEX 公司)、高速冷凍離心機(jī)(ST 16R,美國ThermoFisher 公司)、多管渦旋振蕩儀(SCDEALL VX?III,北京踏錦科技有限公司)、超聲儀(昆山超聲儀器有限公司)、超聲波儀(Q800R3,美國Qsonica公司)。

1.3 斑馬魚胚胎的暴露

于6 孔板中加入3 mL 胚胎培養(yǎng)液,每孔加入30個斑馬魚胚胎,加入3 μL 不同濃度污染物暴露溶液(保證DMSO 濃度小于0.1%);另設(shè)置添加胚胎培養(yǎng)液、0.1% DMSO 的處理組,分別為空白對照組、溶劑對照組,每個處理設(shè)置3 個平行重復(fù)。根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果,莠去津和芴對斑馬魚胚胎的120 h?LC50(半致死濃度)分別為11.90 mg·L?1和15.07 mg·L?1,單一暴露溶液濃度設(shè)置為 1/16LC50、1/8LC50、1/4LC50、1/2LC50和LC50(表1)。持續(xù)培養(yǎng)120 h,每24 h 觀察并記錄斑馬魚的死亡情況以及斑馬魚胚胎的組織病變情況,移除死魚和脫落的胚胎膜;培養(yǎng)結(jié)束后,用甲基纖維素凝膠將仔魚固定在玻璃片上,用照相顯微鏡觀察統(tǒng)計斑馬魚的死亡情況及各組織器官發(fā)育情況。

表1 單一暴露時莠去津和芴暴露溶液濃度(mg·L?1)Table 1 Concentrations of atrazine and fluorene exposed to a single exposure(mg·L?1)

1.4 靶向氨基酸代謝組學(xué)分析

樣品前處理方法參考文獻(xiàn)[21],并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。收集20 條處理120 h 后的斑馬魚仔魚至2 mL 凍存管中,用胚胎培養(yǎng)液清洗3 遍,吸干水分,用液氮快速冷凍后,放置于?80 ℃環(huán)境下保存,每個處理組設(shè)置6個平行處理。樣品解凍后,加入180μL預(yù)冷的甲醇水混合溶液(體積比為10∶8),0 ℃下進(jìn)行超聲波破碎處理,然后加入300μL 甲醇和280μL 超純水,渦旋振蕩1 min,使目標(biāo)物充分溶出。加入400μL二氯甲烷,除去脂肪和其他脂溶性雜質(zhì)。超聲提取10 min,在 4 ℃、10 000 r·min?1轉(zhuǎn)速下離心 10 min,取上清液過0.22 μm 濾膜,上機(jī)檢測。本實驗采用的儀器方法參考文獻(xiàn)[22]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)使用SPSS 17.0 軟件處理,組間采用單因素方差(ANOVA)分析,組內(nèi)采用Tamhane′s T2 檢驗,顯著性水平為P<0.05,數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。使用Origin 9.0 進(jìn)行熱圖繪制、非線性擬合計算污染物的受試動物半數(shù)產(chǎn)生效應(yīng)變化的濃度(EC50)等。分別采用藥物相互作用研究中常用的濃度相加(CA)法、毒理作用(IA)法和聯(lián)合指數(shù)(CI)法3種模型對莠去津和芴二元聯(lián)合效應(yīng)進(jìn)行預(yù)測和擬合優(yōu)度估計。CA模型基于混合成分具有相同或相似的作用位點和作用模式(MOA),近年來,已在混合物對生態(tài)環(huán)境和人類健康風(fēng)險評估中廣泛應(yīng)用[23]。IA 模型則適用于具有不同MOA 的二元混合物[24]。CA 模型和IA模型均假設(shè)混合物組分之間無相互作用,而CI模型則不依賴于MOA,可以定性地評估混合物之間的相互作用,并定量地評估相互作用的程度,因而被廣泛用于聯(lián)合毒性研究,CI 等于1、小于1 和大于1 分別表示加和作用、協(xié)同作用和拮抗作用[25]。在醫(yī)學(xué)上,劑量減少指數(shù)(DRI)表示為了達(dá)到相同作用水平,聯(lián)合使用兩種藥物相比單獨使用時每種藥物劑量減少的倍數(shù),DRI 值越大,劑量減少越多[26]。使用 CompuSyn 軟件計算CI值和DRI值。使用SIMCA?P 14.1進(jìn)行多元數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和差異代謝物的篩選[變量重要性投影(VIP)>1,P<0.05]。 使 用 MetaboAnalyst(https://www.metaboanalyst.ca)在線軟件進(jìn)行代謝通路分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 莠去津和芴對斑馬魚胚胎的毒性比較

受精后3 h的斑馬魚胚胎分別暴露于莠去津和芴120 h后,仔魚出現(xiàn)了組織器官發(fā)育異常情況,均能觀察到卵黃囊異常(主要表現(xiàn)為卵黃囊吸收延遲/水腫)和脊柱彎曲異常(圖1)。根據(jù)異常發(fā)生率與暴露溶液濃度的非線性擬合,計算出莠去津?qū)Π唏R魚仔魚120 h卵黃囊異常和脊柱彎曲的EC50分別為12.39 mg·L?1和23.43 mg·L?1,芴為 3.10 mg·L?1和 13.89 mg·L?1。由此可見,這兩個毒性指標(biāo)中,在低濃度即有較強(qiáng)毒性效應(yīng)的卵黃囊異常更為敏感,且芴的毒性明顯高于莠去津。

分別以莠去津和芴對斑馬魚仔魚產(chǎn)生卵黃囊異常和脊柱彎曲的 1/8EC50、1/4EC50、1/2EC50、EC50、2EC50濃度混合兩種污染物(表2),并暴露處理受精后3 h斑馬魚胚胎120 h 后觀察發(fā)現(xiàn),隨著二元混合物濃度的增大,兩個毒性指標(biāo)的發(fā)生率均增加(圖2)。在中低濃度下,聯(lián)合暴露引起仔魚卵黃囊異常的發(fā)生率顯著高于脊柱彎曲,而在高濃度下情況則相反。這表明在中低濃度下,卵黃囊異常是更為敏感的聯(lián)合毒性指標(biāo)。

表2 聯(lián)合暴露時莠去津和芴的濃度(mg·L?1)Table 2 Concentrations of fluorene and atrazine in binary mixed exposure solution(mg·L?1)

2.2 莠去津和芴的聯(lián)合作用方式

利用模型預(yù)測不同濃度下二元混合物引起的斑馬魚胚胎異常率,并與實際試驗觀察值進(jìn)行比較,結(jié)果見圖3。由圖可知,不同模型針對混合物預(yù)測評估能力具有一定差異,CI 模型的劑量?效應(yīng)關(guān)系與實際試驗觀察值較為吻合,預(yù)測能力優(yōu)于CA 和IA 模型,因此本研究選用CI 模型對莠去津和芴的聯(lián)合作用方式進(jìn)行預(yù)測。

總體而言,CI 值隨著混合物濃度的升高而增大(圖4),表明毒性效應(yīng)不斷增強(qiáng)。對于卵黃囊異常,CI 值隨著濃度增加由小變大,當(dāng)混合濃度為0.489 mg·L?1、效應(yīng)為 20% 時,CI=1,此后混合濃度再增大時,聯(lián)合作用由協(xié)同轉(zhuǎn)為拮抗作用。而對于脊柱彎曲,CI 值變化趨勢則相反,由拮抗作用轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同作用,當(dāng)混合濃度為13.495 mg·L?1、效應(yīng)為35%時,CI=1??梢姼邉┝克较拢旌衔镆鸺怪鶑澢娘L(fēng)險加劇。

通過聯(lián)合毒性作用的效應(yīng),即受影響分?jǐn)?shù)(Fa)與劑量減少指數(shù)(DRI)繪制相互作用中值圖(圖5),發(fā)現(xiàn)對于聯(lián)合暴露引起的卵黃囊異常和脊柱彎曲,分別當(dāng) Fa<0.2 和 Fa>0.3 時,莠去津和芴的所有 lg(DRI)值均大于0(圖5),即二元混合暴露比單一暴露在更低的劑量即可導(dǎo)致同樣的毒性效應(yīng)。隨著卵黃囊異常效應(yīng)的減小或脊柱彎曲效應(yīng)的增加,莠去津和芴的DRI 值都顯著提高,表明不管是低劑量還是高劑量下,二元混合物都比單一作用時毒性風(fēng)險更高。

2.3 靶向氨基酸代謝組學(xué)分析

對空白對照組、莠去津和芴單一暴露組(1/2LC50)以及聯(lián)合暴露組(按1/2LC50毒性單位1∶1混合二元污染物)的斑馬魚仔魚中22 種氨基酸進(jìn)行分析(圖6),首先通過主成分分析(PCA)得到PCA?X 得分圖,結(jié)果顯示處理組和空白對照組之間分布均可完全分開,表明污染物的暴露處理在氨基酸代謝水平上對斑馬魚仔魚產(chǎn)生了一定影響。然后使用正交偏最小二乘判別法(OPLS?DA)分析,由OPLS?DA 得分圖可知,暴露組與對照組空間分布差異更大,且莠去津單一暴露組、聯(lián)合暴露組與對照組的分離情況更好,說明二者聯(lián)合可能對斑馬魚仔魚的氨基酸代謝有更大的干擾。由單一以及聯(lián)合暴露組、空白對照組的22 種氨基酸代謝物熱圖(圖7)可知,暴露處理引起了部分氨基酸代謝物的含量改變,兩個污染物單一暴露之間存在一定差異。與空白對照組相比,莠去津單一暴露和聯(lián)合暴露主要引起了斑馬魚仔魚氨基酸代謝物的上調(diào)(L?正纈氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丙氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、組氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、精氨酸),而芴單一暴露則主要引起部分氨基酸下調(diào)(L?正纈氨酸、L?正亮氨酸、γ?氨基丁酸、天冬酰胺、天冬氨酸、酪氨酸、谷氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、精氨酸)。

為了篩選出能更好地反映污染物影響的差異代謝物,將對照組分別與暴露組進(jìn)行比較,在OPLS?DA分析結(jié)果中篩選VIP>1.0 且P<0.05 的差異代謝物。與對照組相比,莠去津單一暴露后的斑馬魚仔魚出現(xiàn)了9 種發(fā)生顯著性變化的代謝物,包括天冬酰胺、半胱氨酸、絲氨酸、蛋氨酸、精氨酸、組氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸和正纈氨酸;芴單一暴露后篩選到甘氨酸、色氨酸、蛋氨酸、γ?氨基丁酸、谷氨酸、丙氨酸、酪氨酸、天門冬氨酸、組氨酸、天冬酰胺、一磷酸腺苷和蘇氨酸12 種差異代謝物;聯(lián)合暴露后篩選出苯丙氨酸、纈氨酸、甘氨酸、谷氨酸、一磷酸腺苷和酪氨酸6 種差異代謝物。進(jìn)一步進(jìn)行代謝通路分析(圖8),發(fā)現(xiàn)污染物暴露均影響了苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成;單一暴露均影響了甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和組氨酸代謝。莠去津單一暴露和聯(lián)合暴露均影響了苯丙氨酸代謝和氨?;?tRNA 的生物合成;芴單一暴露和聯(lián)合暴露均影響了D?谷氨酰胺和D?谷氨酸代謝。除此之外,莠去津單一暴露還影響了半胱氨酸和蛋氨酸的代謝;芴單一暴露還影響了丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸代謝和精氨酸生物合成;聯(lián)合暴露還影響了谷胱甘肽、乙醛酸、二羧酸的代謝。

3 討論

本研究對水體中典型有機(jī)污染物莠去津和芴對斑馬魚胚胎的聯(lián)合毒性進(jìn)行了探索。研究結(jié)果表明,當(dāng)受精后3 h 斑馬魚胚胎單一暴露于莠去津或芴120 h 后,均觀察到明顯的卵黃囊吸收延遲、水腫和脊柱彎曲等異常發(fā)育情況,因此選擇這兩個毒性終點進(jìn)行后續(xù)的聯(lián)合毒性研究。卵黃是斑馬魚開始進(jìn)食前的營養(yǎng)來源,而卵黃囊異常(如水腫)是斑馬魚發(fā)育毒性篩查中常見的指標(biāo),包括多環(huán)芳烴在內(nèi)的多種有毒物質(zhì)已被證明可引起斑馬魚胚胎的卵黃囊水腫[27]。卵黃囊水腫可能是由水滲透屏障失衡引起的[28],而水滲透調(diào)節(jié)由鰓和消化系統(tǒng)維持[29],卵黃囊吸收延遲表明斑馬魚在營養(yǎng)吸收方面出現(xiàn)問題,這可能造成進(jìn)一步的生長發(fā)育阻滯等干擾,相似的現(xiàn)象也在非洲爪蟾和受精后72 h 斑馬魚胚胎中被觀察到[15,30]。脊柱彎曲可能是由骨骼發(fā)育不良或神經(jīng)系統(tǒng)被破壞引起的,且通常會導(dǎo)致斑馬魚運動受損[31]。卵黃囊異常是中低濃度下二元聯(lián)合暴露更為敏感的聯(lián)合毒性指標(biāo),說明莠去津和芴的毒性可能干擾斑馬魚胚胎的鰓和消化系統(tǒng)的生長發(fā)育,進(jìn)而造成其他發(fā)育畸形。

本研究發(fā)現(xiàn),CA 和IA 模型的預(yù)測值均高于實驗值,表明莠去津和芴之間可能存在相互作用。CI 指數(shù)隨二元混合物濃度的變化在兩個毒性指標(biāo)上呈現(xiàn)不同的趨勢,在低劑量水平下,二元混合物傾向于引起卵黃囊異常,高劑量水平下則傾向于引起脊柱彎曲。在相同類型的毒性指標(biāo)上,莠去津和芴的作用是不同的,因此,當(dāng)二者以一定的濃度比例混合時,它們可能會相互作用。隨著混合暴露劑量的增加,卵黃囊異常毒性作用由協(xié)同轉(zhuǎn)為拮抗,而脊柱彎曲毒性則出現(xiàn)相反的趨勢,可見不同劑量下的聯(lián)合毒性作用表現(xiàn)形式不同。污染物間的聯(lián)合作用方式往往比較復(fù)雜,例如,有研究表明,同樣是典型水體污染物的全氟辛酸和全氟辛烷磺酸表現(xiàn)出更加復(fù)雜的相互作用,從協(xié)同作用轉(zhuǎn)變?yōu)檗卓棺饔茫詈笥洲D(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同作用[32]。當(dāng)多種農(nóng)藥殘留污染共同產(chǎn)生“1+1>2”的協(xié)同作用時,混合污染物的生態(tài)毒理效應(yīng)和風(fēng)險評估更應(yīng)當(dāng)引起重視,其復(fù)雜的毒性機(jī)理也有待深入研究。

靶向氨基酸代謝組分析結(jié)果表明,莠去津和芴的單一和聯(lián)合暴露均對斑馬魚仔魚的氨基酸代謝產(chǎn)生了一定干擾,造成部分氨基酸上調(diào)或下調(diào)。在22 種氨基酸中篩選出差異代謝并進(jìn)行代謝通路分析,發(fā)現(xiàn)聯(lián)合和單一暴露對代謝通路的影響也有異同。其中,單一污染物暴露均影響了甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和組氨酸代謝,這可能反映了斑馬魚仔魚體內(nèi)的氧化應(yīng)激、磷脂的合成、能量代謝及抗炎反應(yīng)受到一定影響。莠去津單一暴露和聯(lián)合暴露處理還影響了氨酰基?tRNA 的生物合成,說明細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的功能可能受損。芴單一暴露和聯(lián)合暴露均影響了D?谷氨酰胺和D?谷氨酸代謝,谷氨酸是一種重要的神經(jīng)遞質(zhì),并參與谷氨酰胺的合成,而谷氨酰胺具有免疫調(diào)節(jié)和提高抗氧化能力的作用[33],因此谷氨酰胺和谷氨酸代謝受干擾可能會影響斑馬魚仔魚神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)發(fā)育。另外,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的合成在聯(lián)合和單一暴露后均受到干擾,這3 種芳香族氨基酸參與斑馬魚的神經(jīng)發(fā)育,苯丙氨酸是酪氨酸的前體物質(zhì),而酪氨酸和色氨酸是多種神經(jīng)遞質(zhì)的前體,如多巴胺、五羥色氨酸、血清素和褪黑素,它們的代謝紊亂會影響神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞[34?35],因此苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的合成受干擾引起的神經(jīng)系統(tǒng)受損可能是斑馬魚仔魚出現(xiàn)脊柱彎曲的原因。除此以外,莠去津單一暴露還影響了半胱氨酸和蛋氨酸的代謝,表明斑馬魚仔魚的機(jī)體防御機(jī)制和細(xì)胞凋亡機(jī)制可能受到影響;芴單一暴露還影響了丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸代謝和精氨酸生物合成,可能反映斑馬魚仔魚體內(nèi)氧化應(yīng)激受到影響,神經(jīng)元、免疫和激素合成受損;聯(lián)合暴露還影響了谷胱甘肽、乙醛酸、二羧酸的代謝等途徑,表明聯(lián)合暴露可能使斑馬魚仔魚氧化應(yīng)激、能量代謝等生理功能受到干擾。這些因素可能是莠去津和芴造成斑馬魚仔魚出現(xiàn)卵黃囊異常和脊柱彎曲等異常的原因,但由于相關(guān)代謝物功能上的復(fù)雜性,其聯(lián)合毒性作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

(1)莠去津和芴單一暴露120 h 后均會引起斑馬魚仔魚的卵黃囊異常和脊柱彎曲,其中卵黃囊異常這一指標(biāo)更為敏感,且芴的毒性明顯高于莠去津。

(2)二元混合暴露在引起卵黃囊異常和脊柱彎曲中分別呈現(xiàn)出拮抗作用和協(xié)同作用,中低濃度下卵黃囊異常可能是聯(lián)合毒性的敏感指標(biāo),而高劑量水平下引起脊柱彎曲的風(fēng)險更高。無論低劑量還是高劑量,二元混合物都比單一作用時毒性風(fēng)險更高。

(3)靶向氨基酸代謝組分析及氨基酸差異代謝物的篩選和通路分析結(jié)果表明,污染物暴露干擾了斑馬魚仔魚甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和組氨酸代謝等途徑,表明其神經(jīng)發(fā)育、氧化應(yīng)激、抗炎機(jī)制、能量代謝、免疫和細(xì)胞凋亡機(jī)制等生理功能可能受到干擾,進(jìn)而影響了生長發(fā)育。

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小斑馬魚歷險記
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斑馬魚
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