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三氯乙烯(Trichloroethylene,TCE)是一种常见的工业有机化学物,在环境中广泛存在。多项研究表明三氯乙烯有心脏发育毒性,但其分子机制有待阐明。鉴于芳香烃受体(AHR)和氧化应激在心脏发育中的重要性,我们推测AHR和氧化应激可介导三氯乙烯心脏发育毒性,而白藜芦醇(Resveratrol,RSV)作为AHR拮抗剂和抗氧化剂有保护作用。方法:在斑马鱼胚胎受精3小时(3hpf)内取不同浓度的三氯乙烯及其氧化代谢中间物三氯乙酸(Trichloroacetic acid,TCA)染毒斑马鱼胚胎,加入AHR抑制剂CH223191(CH)(0.125 μM)、StemRegenin 1(SR1)(0.25 μμM),活性氧物质(ROS)清除剂 N-乙酰基-L-半胱氨酸(NAC)(0.25 μM)和白藜芦醇(1[μg/ml),在体视显微镜下观察72hpf时斑马鱼胚胎的发育情况,统计心脏畸形率和24hpf存活率。以体内EROD方法检测Cyp1a1活性;以二氯二氢荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)为探针的体内ROS染色测定法检测ROS水平;以体内ORO染色测定法检测脂滴分布情况,以吖啶橙(AO)染色法检测凋亡水平。分离出胚胎心脏,以qPCR检测不同处理组心脏中AHR通路、Nrf2通路及氧化应激与心脏发育相关基因的mRNA表达变化,以免疫荧光方法检测斑马鱼胚胎心脏中AHR和8-OHdG的蛋白表达水平。结果:(l)1ppb的三氯乙烯对斑马鱼心脏发育没有影响,但10ppb和100 ppb三氯乙烯显著增加心脏畸形率。10 ppb三氯乙酸也增加心脏缺陷,但其心脏发育毒性显著低于相同浓度三氯乙烯。AHR抑制剂CH和SR1显著降低10ppb三氯乙烯引起的斑马鱼胚胎心脏畸形率,其中CH使心脏畸形率降低至对照水平。我们还发现CH拮抗三氯乙烯引起AHR靶基因cyp1b1显著升高。三氯乙烯显著增加斑马鱼胚胎心脏中的ROS水平和8-OHdG含量,CH和抗氧化剂NAC均对其有拮抗作用。我们用反义吗啉寡核苷酸敲低AHR,发现三氯乙烯引起的ROS和8-OHdG升高被显著抑制。三氯乙烯对斑马鱼胚胎心脏中的脂质消耗和细胞凋亡没有显著影响。三氯乙烯上调氧化应激相关基因sod2,ho1,nqo1的表达并抑制nrf2b的表达,CH则使基因表达恢复到正常水平。三氯乙烯还增加总体SOD(Total-SOD),铜锌超氧化物歧化酶(Cu.Zn-SOD,SOD1)和锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD,SOD2)超氧化物歧化酶活性增加,而添加CH有抑制作用。对于心脏发育相关基因,三氯乙烯降低了 gata4,hand2的mRNA表达水平,并增加了 c-fos,sox9b的mRNA表达,而添加CH拮抗三氯乙烯引起的基因表达变化。(2)白藜芦醇显著缓解三氯乙烯导致的斑马鱼心脏畸形,并拮抗三氯乙烯引起的心脏发育相关基因sox9b的异常升高和gata4的异常下降。白藜芦醇还拮抗三氯乙烯引起的斑马鱼胚胎心脏中AHR靶基因cyp1b1、ROS及8-OHdG的升高。对于氧化应激相关基因,白藜芦醇拮抗三氯乙烯引起的nrf2b,ho1,nqo1,sod2的表达变化,其中nrf2b,ho-1,nqo1和gstp2基因表达恢复至正常水平。白藜芦醇还抑制三氯乙烯引起的总体SOD,SOD1和SOD2的活性增加。结论:三氯乙烯引起斑马鱼胚胎心脏畸形率升高,并存在剂量效应。AHR可介导三氯乙烯引起的氧化应激,抑制AHR和ROS均能拮抗三氯乙烯所致斑马鱼胚胎心脏缺陷。白藜芦醇作为抗氧化剂和AHR抑制剂,可以拮抗三氯乙烯引起的斑马鱼胚胎心脏畸形。我们的结果有助于明确三氯乙烯心脏发育毒性的分子机制,为临床防治提供科学依据。