本文選題：斑馬魚　切入點(diǎn)：TBBPA　出處：《華東理工大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：四溴雙酚A(TBBPA)是目前使用量最大的溴系阻燃劑,已在環(huán)境各種介質(zhì)、生物和人體中普遍檢出。TBBPA對(duì)哺乳動(dòng)物和水生生物具有發(fā)育、細(xì)胞、免疫、生殖、神經(jīng)和內(nèi)分泌等方面的毒性效應(yīng)。前期研究結(jié)果和文獻(xiàn)調(diào)研均發(fā)現(xiàn),TBBPA可引起神經(jīng)損傷和運(yùn)動(dòng)行為的改變,但是各位學(xué)者的研究結(jié)果吻合度不高且缺乏作用機(jī)制的闡釋。斑馬魚胚胎發(fā)育快、體外受精、胚胎透明、解剖結(jié)構(gòu)和遺傳信息與哺乳類高度同源,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于環(huán)境毒理學(xué)研究中。處于發(fā)育期的神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)污染物高度易感,故本文選擇具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的斑馬魚模式生物,系統(tǒng)地研究急性TBBPA暴露對(duì)斑馬魚胚胎的神經(jīng)行為毒性效應(yīng)及其作用機(jī)制；并用環(huán)境低劑量長期暴露揭示TBBPA對(duì)斑馬魚在不同時(shí)期的發(fā)育和神經(jīng)行為毒性,評(píng)估其對(duì)環(huán)境安全的風(fēng)險(xiǎn)。在急性短期TBBPA暴露實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),TBBPA在8-48hpf窗口暴露與在48-96hpf窗口暴露相比,可引起畸形率和死亡率依劑量顯著增加。對(duì)仔魚不同行為分析發(fā)現(xiàn),5μMTBBPA在8-48hpf暴露與在48-96hpf暴露相比可引起：5dpf仔魚運(yùn)動(dòng)速度的顯著下調(diào),10dpf黑白區(qū)域探索中仔魚在白區(qū)域滯留時(shí)間顯著增加,1ldpf魚群Shoaling中仔魚離散程度顯著增加和12dpf鏡面攻擊中仔魚攻擊鏡面次數(shù)顯著增加。由此可見8-48hpf為TBBPA敏感而特異的發(fā)育和神經(jīng)行為毒性的窗口期,且5μM濃度是效應(yīng)獲得與生物學(xué)和分子學(xué)研究的合適暴露劑量。急性暴露TBBPA神經(jīng)毒性作用機(jī)制的研究主要通過含量檢測、生物學(xué)變化和差異表達(dá)基因及影響的信息通路分析等方面進(jìn)行探討。對(duì)暴露胚胎體內(nèi)TBBPA含量檢測發(fā)現(xiàn),斑馬魚胚胎能快速的吸收和積累TBBPA,當(dāng)脫毒后,TBBPA的含量顯著下降；對(duì)暴露水體中TBBPA含量的檢測發(fā)現(xiàn),8-48hpf窗口暴露后,暴露水體中TBBPA含量下降了39%。由此可知TBBPA在斑馬魚胚胎中易吸收,易排出。進(jìn)一步對(duì)生物學(xué)指標(biāo)的研究發(fā)現(xiàn),5μM TBBPA窗口期暴露后,在24hpf吖啶橙染色分析表明它能顯著增加胚胎在頭部和尾部的細(xì)胞凋亡數(shù)量；在24hpf轉(zhuǎn)基因Islet和48hpf轉(zhuǎn)基因NBT研究中,發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)育遲緩；在72hpf免疫組化監(jiān)測F59抗體表達(dá),發(fā)現(xiàn)受試胚胎肌肉纖維排列紊亂。最后用RNA-Seq探索TBBPA引起的差異表達(dá)基因發(fā)現(xiàn),5μM TBBPA在8-48hpf暴露可導(dǎo)致總共1969個(gè)差異表達(dá)的基因(P＜0.05; FDR0.05:變化倍數(shù)1.5倍)；信號(hào)通路分析發(fā)現(xiàn),神經(jīng)發(fā)育、肌肉纖維收縮、細(xì)胞外基質(zhì)分解和組織等生物學(xué)過程均具有顯著改變,與細(xì)胞凋亡、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和肌肉發(fā)育異常相一致；另外研究發(fā)現(xiàn)二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UGTs)的一系列基因(ugt1a7, ugt2b5, ugt2b3, ugt2a3,ugt5b4, ugt5b6)均顯著上調(diào),由此推測TBBPA暴露引起UGTs表達(dá)上調(diào)后,可降解體內(nèi)的甲狀腺素(T4),進(jìn)而起到擾亂內(nèi)分泌的作用,最終導(dǎo)致神經(jīng)行為毒性。在環(huán)境低劑量慢性暴露下,研究了TBBPA對(duì)斑馬魚的發(fā)育和神經(jīng)行為毒性。即0、5、50nM TBBPA三個(gè)組水體暴露于斑馬魚(出生當(dāng)天持續(xù)暴露至五月齡),之后脫毒飼養(yǎng)四個(gè)月。對(duì)仔魚期進(jìn)行與急性暴露實(shí)驗(yàn)基本相同的各種行為運(yùn)動(dòng)的檢測,在九月齡時(shí),對(duì)三個(gè)組別斑馬魚的存活率、性比、體長體重及生長因子進(jìn)行發(fā)育毒性評(píng)價(jià),并分別對(duì)雌雄成體斑馬魚進(jìn)行自由游泳運(yùn)動(dòng)分析、光暗刺激下游泳運(yùn)動(dòng)分析和鏡面攻擊分析,評(píng)價(jià)其神經(jīng)行為毒性。與急性窗口暴露作用相反,低劑量TBBPA暴露可引起5dpf仔魚運(yùn)動(dòng)速度顯著上調(diào),10dpf黑白區(qū)域探索中仔魚在白區(qū)域滯留時(shí)間顯著減少,11dpf魚群Shoaling中仔魚離散程度顯著降低和12dpf鏡面攻擊中仔魚攻擊次數(shù)顯著下降。發(fā)育至九月齡,斑馬魚體長和體重均有一定下降,但是整體的生長因子沒有顯著性差異,且TBBPA暴露后斑馬魚具有一定的雌性化趨勢(shì),但是沒有顯著性。與仔魚期運(yùn)動(dòng)行為結(jié)果一致,成魚游泳速度分析發(fā)現(xiàn),雌魚和雄魚暴露后運(yùn)動(dòng)速度均顯著上調(diào),且中速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比例與對(duì)照相比顯著減少,而高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比例與對(duì)照相比顯著增加。光暗周期交替刺激下,TBBPA暴露的雌魚和雄魚均表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)速度顯著上調(diào)的趨勢(shì)。鏡面攻擊評(píng)價(jià)成魚社會(huì)行為的分析發(fā)現(xiàn)只有50nM TBBPA暴露雄魚攻擊鏡面的次數(shù)明顯增加,雌性的影響無顯著性。總的來說,TBBPA慢性暴露對(duì)雄魚成體期運(yùn)動(dòng)行為和鏡面攻擊社會(huì)行為的影響比雌魚的影響大。綜上所述,發(fā)育早期TBBPA敏感窗口期急性暴露可引起斑馬魚胚胎特異的發(fā)育和神經(jīng)行為毒性,TBBPA在斑馬魚胚胎中易吸收,易排出,TBBPA暴露引起胚胎發(fā)育早期神經(jīng)相關(guān)生物學(xué)改變、神經(jīng)相關(guān)各種分子和信號(hào)通路的改變。環(huán)境低劑量長期暴露TBBPA可引起仔魚和成體期斑馬魚發(fā)育和神經(jīng)行為毒性。比較發(fā)現(xiàn),TBBPA在不同暴露劑量和不同發(fā)育時(shí)期對(duì)斑馬魚的神經(jīng)毒性效應(yīng)不同,這也驗(yàn)證了TBBPA具有非單調(diào)依劑量大小產(chǎn)生毒性的特性。研究結(jié)果提示TBBPA暴露對(duì)水生生物具有很強(qiáng)的神經(jīng)行為毒性,對(duì)環(huán)境安全具有較高風(fēng)險(xiǎn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X171.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1583358