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杀菌剂是近年来新污染物的成员之一,杀菌剂经使用后,会因污水厂的不完全处理而直接排入水体,从而对水生生物包括鱼类造成风险。现有的毒理研究大多围绕生育毒性、神经毒性和生殖毒性等进行探究,对眼毒性的研究甚少,作为一种常用的模式生物,斑马鱼眼部结构与人类相似而且眼睛发育快速,是研究环境污染物诱导眼毒性的首选。杀菌剂中的三氯卡班和三氯生被认为是一种内分泌干扰物,对甲状腺受体具有拮抗活性,而三氯生的代谢物甲基三氯生也被报道具有影响甲状腺激素信号的潜力,鉴于甲状腺激素信号传导会介导视网膜视锥体分化的报道,我们假设它们可能会损害对野生动物至关重要的视觉功能。所以,本研究以斑马鱼为水生生物模型,从表型到机理探究三种物质暴露对斑马鱼眼部的影响,评估了在三种物质的环境真实浓度和相关效应浓度下,斑马鱼幼鱼暴露144小时后,视网膜结构(视网膜层厚度和细胞密度)的改变,视觉系统介导的行为反应,视锥细胞和视杆细胞的视蛋白基因表达水平及其蛋白的免疫染色情况。本研究主要结论如下:(1)三氯卡班、三氯生和甲基三氯生在环境相关浓度下都导致了斑马鱼幼鱼的眼睛尺寸变小,并且经过组织病理学分析发现视网膜神经节细胞层(GCL)中的神经节细胞(RGC)密度减小;另外,三氯卡班高浓度组暴露还导致斑马鱼幼鱼视网膜中的内核层(ONL)、晶状体(Lens)和色素上皮层(RPE)层厚减小,而三氯生和甲基三氯生的所有浓度组暴露都导致ONL和GCL变薄。结果表明,典型杀菌剂的暴露会破坏斑马鱼幼鱼视网膜的正常发育,其中涉及感光反应的ONL、RPE及信号传输的GCL。(2)杀菌剂暴露后的斑马鱼幼鱼的眼动反应(OKR)和趋光性反应(PTR)都显著降低,其中,经三氯卡班和三氯生的暴露,斑马鱼表现对绿色、红色和白色光源刺激的反应迟钝,对蓝色光源表现正常,而经甲基三氯生暴露的斑马鱼对全部色光(包括蓝色光)的视觉行为反应都下降。结合组织学结果分析表明,斑马鱼幼鱼视觉系统相关行为的敏感度下降可能与ONL层厚减小有关;同时,三种物质对不同颜色光敏感程度的区别,表明对不同颜色光敏感的视锥细胞分化的变化导致三氯卡班和三氯生暴露的斑马鱼对绿光和红光刺激的反应异常。(3)三种物质都下调了部分关键视蛋白基因转录表达水平,高浓度组三氯卡班下调了包括opn1sw2,opn1mw1,opn1mw3,opn1lw1,opn1lw2和rho的表达以及下降了视紫红质(Rhodopsin)的免疫荧光强度;高浓度组三氯生下调了opn1mw1,opn1mw4,opn1lw1,opn1lw2和rho的表达,同样下降了Rhodopsin的荧光强度;高浓度组甲基三氯生则下调了opn1sw2,opn1mw1,opn1mw2,opn1mw3,opn1lw1和rho的表达,环境浓度组也下降了Rhodopsin的荧光强度。根据行为和视蛋白基因表达分析的结果,三种物质都影响了斑马鱼的视杆细胞所表达的对暗环境敏感的视紫红质水平,这可能是导致趋光性反应表现不佳的原因,需要注意的是,三氯卡班和三氯生可能更偏向影响斑马鱼幼鱼的绿色和红色光敏蛋白基因,而甲基三氯生的暴露导致斑马鱼的所有颜色光敏蛋白基因都受影响,下调的关键视蛋白基因和视紫红质表达水平或与ONL厚度变薄有关。这些发现提供了证据来支持我们的假设,即三氯卡班、三氯生和甲基三氯生破坏了斑马鱼的视觉系统。因此,我们迫切呼吁更深入地探索其他同类型杀菌剂诱导的对水生生物甚至对人类的眼毒性的可能性。我们的研究结果突出了环境有机污染物引发的视觉病变,填补了现有环境污染物对水生生物眼毒性的数据空白。此外,三氯卡班和三氯生的视觉毒性作用是对人类视力的警告,因为作为个人护理产品中的活性成分,它们可以很容易地与人类接触。