六氟双酚A暴露对成鱼期斑马鱼神经毒性的效应影响

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六氟双酚A即双酚AF (BPAF)是一类新兴的双酚类物质。由于双酚A (BPA)的限制使用,BPAF作为BPA的替代物被广泛使用,BPAF在各类环境介质中均被检出。研究BPAF神经毒性和神经内分泌干扰效应,对评估这类化合物的环境效应具有重要意义:可以了解BPAF对于水生生物的毒理学效应,这对于BPAF生态监测和生态评价将具有非常重要的现实意义;弄清BPAF对鱼类具有神经效应影响及其潜在的作用机理,可为BPAF生产和管理提供理论依据,也为BPAF对哺乳动物(如人类)的生态风险和健康风险评估提供科学依据。本研究以斑马鱼成鱼(Daniorerio, AB系)为研究模型,采用BPAF暴露实验,按照个体水平—激素水平—分子水平的从宏观到微观顺序开展实验研究工作,利用T迷宫考察六氟双酚A暴露下斑马鱼学习能力影响,继而检测成鱼肾上腺素与皮质醇激素水平、与之相关的基因表达量以及神经系统相关基因表达量的变化。本实验研究得到了如下初步结果:1.斑马鱼T迷宫行为学实验研究表明,BPAF对斑马鱼具有潜在学习记忆能力干扰效应,能够造成斑马鱼成鱼的学习记忆能力减弱。主要表现为:BPAF暴露可以抑制成年斑马鱼神经系统的正常运作,使进入T迷宫正确臂的潜伏时间增加,且出现显著性差异:有明显的剂量—效应关系,BPAF暴露剂量越高,对斑马鱼的学习记忆能力减弱程度越高;对雌性斑马鱼和雄性斑马鱼的效应影响没有显著性差异。2.从下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)调节方面出发,首先运用酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测BPAF对斑马鱼成鱼全鱼匀浆中皮质醇和肾上腺激素的含量;再利用实时荧光定量PCR技术检测BPAF对斑马鱼HPA轴的相关基因表达的影响,包括促肾上腺皮质激素释放激素(corticotropin releasing hormone, CRH)基因和促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropic hormone, ACTH )基因,结果显示BPAF对斑马鱼的肾上轴具有干扰作用:(1)高剂量BPAF暴露可以引起雌性斑马鱼匀浆中的COR含量升高。BPAF浓度为0.5 mg·L-1时,雌鱼血浆中VTG含量显著高于对照组雌鱼匀浆中COR含量。同样的,BPAF暴露可引起雄性斑马鱼匀浆中COR含量的升高。其中,0.05 mg·L-1BPAF暴露时呈现显著性差异(P<0.05), 0.5 mg·L-1时达到极显著差异(P<0.01)。(2) BPAF暴露可引起雌性和雄性斑马鱼体内EPI含量的减少。其中,在0.5mg·L-1BPAF暴露组中,雌性和雄性斑马鱼全身匀浆中EPI含量与对照组相比均显著下降且差异显著(P<0.05),与COR变化趋势相反,BPAF暴露抑制斑马鱼体内的EPI合成。(3)雌性和雄性斑马鱼crh的相对表达量随着暴露浓度的增大均而不断升高。在0.5 mg·L-1浓度下,crh mRNA的表达量均达到极显著性上升(P<0.01)。(4) BPAF暴露可抑制雌性和雄性斑马鱼脑部acth mRNA表达,在0.5 mg·L-1浓度下,雌性斑马鱼acthmRNA的表达量极显著性降低(P<0.01),雄性斑马鱼acth mRNA的表达量显著性降低(P<0.05)。在脑中随BPAF暴露浓度的增加呈现表达量acthmRNA逐渐下降的趋势,但各暴露组组内存在较大个体差异,在其他暴露组浓度下,acthmRNA的表达量较对照组相比差异不显著。3.在斑马鱼神经系统相关基因表达量水平上,利用实时荧光定量PCR技术检测BPAF对斑马鱼成鱼神经系统相关基因表达水平影响。实验结果表明:(1)随着BPAF暴露浓度的增大,gfap基因的相对表达量出现显著性上调。而雄性斑马鱼的gfap的表达量较对照组相比,低浓度0.005 mg·L-1的BPAF暴露时,gfap的表达量无显著变化,但当浓度增大到0.05 mg·L-1,gfap的相对表达量出现显著下调。(2)在雌性斑马鱼的shha的表达中,shha的表达量随着暴露浓度的增大而表现出下降趋势,浓度增大到0.5 mg·L-1时表现出显著性差异。在雄性斑马鱼的shha的表达中,呈现先上升后下降的趋势。(3)雌性斑马鱼和雄性斑马鱼syn2a的相对表达量变化趋势一致,syn2a的相对表达量随BPAF暴露浓度的增大而降低。在0.05mg·L-1时,syn2a的相对表达量显著性降低(P<0.05),在0.5 mg·L·1时,syn2a的相对表达量继续降低,显著性水平为P<0.01。(4)雌性斑马鱼和雄性斑马鱼脑中pcdh18b的相对表达量均随着暴露浓度的增大而不断降低。在0.5 mg·L-1浓度下BPAF对雌鱼和雄鱼的pcdh18b抑制作用均达到显著性差异。结果显示出BPAF暴露对斑马鱼成鱼神经系统相关基因具有一定的干扰作用。
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