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中国已成为全球纺织品和服装主要的生产和消费国,产量约占全球的三分之一。染料是纺织服装生产中不可或缺的重要原料,年消耗量约100万吨。除了纺织品的染色和印花外,染料还应用于皮革、纸张、塑料、橡胶、油漆、食品等许多部门。然而,随着社会发展,世界各国对绿色环保的要求愈来愈高,很多染料因被证明具有毒性而被禁止或限制使用。欧洲生态纺织品标准Oeko-Tex Standard100将酸性红26 (Acid Red 26)、碱性红9(Basic Red 9)、碱性紫14 (Basic Violet14)、直接黑38 (Direct Black 38)、直接蓝6 (Direct Blue 6)、直接红28 (Direct Red 28)、分散蓝1 (Disperse Blue 1)、分散橙11 (Disperse Orange 11)和分散黄3 (Disperse Yellow 3)九种染料分类为直接“致癌染料”并禁用。然而,目前除了欧洲生态纺织品标准将其列为禁用物质外,其他国家大多数末将其列为禁用物质。其中碱性紫14、直接红28和酸性红26的毒性至今未见报道。本论文利用斑马鱼模式动物对上述九种染料的急性毒性进行了评价和比较；对目前还没有毒性报道的三种染料(碱性紫14、直接红28和酸性红26)的发育毒性进行了研究,并以酸性红26为对象进一步研究了酸性红26的心血管毒性及其对基因表达的影响；最后,选择了三种染料中毒性最大的碱性紫14,研究了它的肝毒性及其分子机制。1.对9种染料的急性毒性进行了评价和比较。通过斑马鱼急性毒性实验,获得了9种染料的MNLC(最大非致死浓度)、LC1o(10%致死浓度)及LC50(50%致死浓度)。酸性红26、碱性红9、碱性紫14、直接黑38、直接蓝6、直接红28、分散蓝1、分散橙11和分散黄3的LC5o分别为：(2500～2800) μg/mL.53.69 μg/mL、60.63 μg/mL、(2000～2500) μg/mL、(1500～2000) μg/mL、476.84μg/mL、 224.43 μg/mL、210.29 μg/mL和755.72μg/mL。所以9种染料按LCso排列的毒性大小如下：碱性红9>碱性紫14>分散橙11>分散蓝1>直接红28>分散黄3>直接蓝6>直接黑38>酸性红26。2.对目前还没有毒性报道的碱性紫14、直接红28和酸性红26的发育毒性进行了研究,并以酸性红26为对象进一步研究了酸性红26的心血管毒性及其对基因表达的影响。碱性紫14的发育毒性主要有：卵黄囊吸收延迟(表现为卵黄囊的面积比对照组大)、鳔发育异常(表现为鳔未发育,或者发育不完全,从而导致鳔体积变小)、肠道发育异常(表现为肠道褶皱缺失或比对照组少)、肝脏发育毒性(表现为肝脏变小和肝脏部位发黑)、发生率比较低的心血管毒性(表现为心包水肿)；直接红28的发育毒性主要有：卵黄囊吸收延迟、鳔发育异常、肠道发育异常、发生率比较低的心血管毒性和肝脏毒性；酸性红26的发育毒性主要有：卵黄囊吸收延迟、发生率比较低的心血管毒性和鳔发育异常。尽管低浓度时酸性红26导致的心血管毒性发生率比较低,但浓度大于450 μg/mL时,酸性红26诱发心血管毒性的发生率显著上升。浓度越高,处理时间越长,发生频次及程度越高。心血管毒性实验结果显示,3000 μg/mL及3500 μg/mL浓度组均可导致斑马鱼心血管毒性,表现为斑马鱼心包水肿、心率减慢及血流变慢,4000 μg/mL浓度组斑马鱼在实验观察终点(3dpf)全部死亡。酸性红26导致Nkx2.5基因表达显著上调和GATA4基因表达显著下调。3.对碱性紫14的肝毒性及其分子机制进行了研究。肝毒性实验结果显示,碱性紫14诱发肝毒性,主要表现为卵黄囊吸收延迟、肝萎缩(面积变小)和肝变黑(透明度下降)。随着浓度的递增,肝毒性增强,呈剂量效应。肝脏组织切片显示碱性紫14对斑马鱼肝脏毒性显著,染料处理组肝脏组织损伤严重,伴有炎症、肝细胞坏死、反应性细胞核增大以及纤维增生。碱性紫14导致GCLC、 HSP70、NQO-1基因表达上调,但对VTG基因表达没有显著影响。实验结果显示,1/10 MNLC、1/3MNLC、MNLC和LC10四个浓度的碱性紫14处理组ROS相对水平(与空白对照组相比)分别为119%、118%、187%和308%,还原型GSH的含量分别是1.06、1.04、0.92和0.90μmol/尾斑马鱼(空白对照组GSH的含量为1.02μmol/尾斑马鱼)。碱性紫14使斑马鱼体内ROS水平升高,还原型GSH含量下降,表明碱性紫14导致斑马鱼体内氧化应激。由于碱性紫14能够诱导斑马鱼体内ROS水平升高,GCLC、HSP70和NQO-1基因表达升高,以调控体内ROS水平。彗星电泳实验表明,四个浓度的碱性紫14处理组的DNA olive tail moment值分别为0.76、1.40、3.39和5.70,DNA olive tail moment显著变长,表明碱性紫14诱导斑马鱼DNA双链出现断裂。与对照组相比,四个浓度的碱性紫14处理组Caspase-9相对活性分别是107%、106%、129%和148%,Caspase-3/7相对活性分别是99%、85%、128%和274%,Caspase-9和Caspase-3/7相对活性升高,表明碱性紫14激活了细胞内(线粒体)凋亡通路,诱发细胞凋亡。体外实验结果表明,碱性紫14可损伤人肝癌细胞株Hep G2细胞线粒体,引起Hep G2细胞线粒体膜电位下降,这一结果进一步佐证了碱性紫14肝毒性的线粒体凋亡通路。综上所述,碱性紫14致斑马鱼肝脏毒性的机制可能是通过诱导斑马鱼体内引起氧化应激,DNA双链断裂,激活细胞内(线粒体)凋亡通路,诱发细胞凋亡。