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全氟辛烷磺酸(PFOS)是一种广泛存在于环境中的持久性有机污染物(POPs)。PFOS已经在海洋环境中检出,但针对PFOS的研究主要是基于淡水环境开展的。PFOS在海洋环境中的毒性效应的研究还很少,这为评估PFOS对海洋环境的危害带来困难。
本文采用海洋青(鱼将)鱼(Oryzias melastigma)——一种具有广泛盐度适应性的模式生物,来研究PFOS在海洋环境中的毒性效应。首先考察PFOS对海洋青(鱼将)鱼胚胎孵化的影响,统计孵化率和死亡率,进一步从mRNA转录水平和酶活力水平研究PFOS对胚胎孵化酶系的调节作用。我们还分析了PFOS对胚胎心脏发育的影响,从心脏发育相关基因,心脏形态和功能综合评估PFOS对胚胎心脏发育的损伤情况。我们还基于新一代测序技术,通过数据基因表达(DGE)技术,分析了。PFOS对海洋青鲻鱼胚胎转录水平的基因调节作用。
本文主要观点和结果如下:
1)PFOS暴露导致了孵化的提前和孵化酶相关基因的表达上调。较高浓度的PFOS暴露(4和16 mg/L)使海洋青(鱼将)鱼胚胎的孵化时间缩短和孵化率提高,而一周饥饿期内的幼鱼存活率则显著降低。通过基因克隆的方法获得了与孵化相关的两个酶——高绒毛酶(HCE)和低绒毛酶(LCE)基因的全长序列。
通过qRT-PCR和酶活检测,发现PFOS暴露使得HCE和LCE的表达上调。
2)PFOS暴露导致了心脏畸形和心脏发育相关基因的表达改变。暴露PFOS后,海洋青(鱼将)鱼胚胎SV-BA间距增大,心率受到影响。我们克隆了与心脏发育相关的7个基因。通过qRT-PCR,发现PFOS暴露使得高度保守的心脏特异性转录因子GATA4和NKX2.5的表达下调以及FGF8、ATPase和COX-2的表达上调。
3)DEG分析对照组和PFOS暴露组的测序结果,发现海洋青(鱼将)鱼胚胎发育过程中674个基因的表达存在显著差异,26个显著富集的GO节点和10个显著富集的pathway。通过qRT-PCR,我们进一步确证了PFOS暴露可能通过上调UCP2和下调ATP合酶的表达引发线粒体的损伤。