论文部分内容阅读
背景与目的:多溴联苯醚(PBDEs)普遍存在于各种环境介质和生物体中,在空气、水体、土壤、沉积物、水生生物甚至人体组织中均可检测到它的存在。由于其可随着食物链生物富集和放大,使得处于高营养级生物体内的PBDEs浓度明显升高,对其健康造成极大威胁。大量研究提示PBDEs可扰乱甲状腺激素的分泌;对神经发育具有一定毒性;可引起神经行为缺陷;甚至具有致癌性。此外,PBDEs还是一种雌激素干扰物,可影响生物体生殖系统的健康。在众多PBDEs同系物中,以2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)占主要优势,体外实验发现其可诱导幼鱼肝细胞产生卵黄蛋白原,体内实验也表明其可引起雄鱼成熟精子量下降,雌鱼产卵停止。然而,很少有研究探讨PBDEs暴露后对动物生殖行为的影响。在这里,我们利用斑马鱼作为模式动物,评价BDE-47的暴露对雄性斑马鱼性行为可能存在的效应,以及其对斑马鱼繁殖能力的影响。 材料与方法:选取健康性成熟斑马鱼(>200 dph)进行实验,将雄鱼暴露于不同浓度下的2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)染毒液(0,100,500,1000μg/L)中,持续21天,暴露结束后,将各组雄鱼分别与未暴露的性成熟且处于产卵期的雌鱼进行1:1的配对,我们使用电荷耦合器件摄影机对暴露后的斑马鱼交配过程进行30 min的拍摄,观察并统计雄性斑马鱼的3个标准性行为出现的频率和持续的时间,这3个行为分别是:追赶行为,与雌鱼接触行为和诱导雌鱼产卵行为。同时,对未暴露雌鱼与暴露雄鱼交配后的繁殖能力(产卵量、受精率和72h孵化率)进行评价。此项研究经过了汕头大学医学院动物伦理委员会的批准。 结果:经过21天的BDE-47暴露染毒实验后,雄鱼与雌鱼接触行为出现的次数和持续的时间呈剂量依赖型的减少。在高浓度组BDE-47(1000μg/L)暴露中,雄鱼诱导雌鱼产卵行为出现的频率(中位次数:0次/30min;范围:0?5.00次/30min)明显低于溶剂对照组(中位次数:5次/30min;范围:0?10.00次/30min;P=0.003)。在溶剂对照组和各浓度暴露组中,产卵组性行为出现的频率明显高于非产卵组,产卵结局与所观察性行为之间存在着密切关系。Logistic分析结果表明:BDE-47的暴露(OR=0.48,95%CI:0.301?0.767)和雄鱼与雌鱼接触持续的总时间(OR=1.22,95%CI:1.049?1.424)与雌鱼产卵与否有关,是影响雌鱼产卵发生的两个主要原因。经多元逐步回归分析后发现:斑马鱼的产卵量与雄鱼接触雌鱼行为(β=0.235,P=0.025)、雄鱼诱导雌鱼产卵行为(β=0.613,P<0.001)呈正相关(R2=0.589,校正R2=0.574)。同时,BDE-47最高浓度暴露组中斑马鱼的繁殖能力明显低于溶剂对照组(产卵率:26.09%VS.86.96%,P<0.001;产卵量:48.1±17.9个/对 VS.123.5±8.5个/对,P<0.01)。在100μg/L和1000μg/L BDE-47暴露组中,斑马鱼的受精率(分别为:93.7±3.3%和91.7±5.2%)明显低于溶剂对照组(99.9±0.1%,P<0.01),但是BDE-47各暴露组中胚胎的72 h孵化率与溶剂对照组相比,未发现明显差异。 结论:BDE-47的暴露会使雄性斑马鱼性行为的表达明显受到抑制,主要表现在雄鱼与雌鱼接触行为和诱导产卵行为出现频率和持续时间的显著降低,进而导致其繁殖能力的显著下降,同时受精率也出现明显下降。