【摘 要】
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由于多溴二苯醚对健康的不利影响,许多发达国家已禁止将这些化合物用作阻燃剂。因此,诸如有机磷酸酯类阻燃剂（OPFRs）的替代化学品已成为流行的替代品,其使用量逐年升高且在环境中被频繁检测出,因此特别受到关注。本研究选取典型有机磷酯类阻燃剂磷酸三氯丙酯（TCPP）,以模式生物斑马鱼（Danio rerio）作为染毒对象,系统地研究了TCPP是否会引起斑马鱼胚胎发育毒性及是否影响斑马鱼神经的正常发育和行
【基金项目】
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由于多溴二苯醚对健康的不利影响,许多发达国家已禁止将这些化合物用作阻燃剂。因此,诸如有机磷酸酯类阻燃剂（OPFRs）的替代化学品已成为流行的替代品,其使用量逐年升高且在环境中被频繁检测出,因此特别受到关注。本研究选取典型有机磷酯类阻燃剂磷酸三氯丙酯（TCPP）,以模式生物斑马鱼（Danio rerio）作为染毒对象,系统地研究了TCPP是否会引起斑马鱼胚胎发育毒性及是否影响斑马鱼神经的正常发育和行为运动,并进一步探讨诱发其神经毒性及行为异常的可能机制。通过研究,得到如下结论:1.TCPP对斑马鱼急性暴露实验的LC50为49.71mg/L,依据其确定斑马鱼幼鱼TCPP急性暴露浓度梯度（TCPP浓度梯度为0、5 mg/L、15 mg/L和25 mg/L）,初步对TCPP胁迫下斑马鱼胚胎的表观畸形进行了观察。TCPP暴露会抑制斑马鱼胚胎发育,延长胚胎孵化时间,并导致斑马鱼卵黄囊肿、脊柱弯曲、游泳囊闭合、心包囊肿、静脉窦出血、眼部发育不良等一系列的形态畸形。油红O染色发现TCPP暴露会引起斑马鱼脂质代谢障碍脂肪酸淤积。中性红染色发现TCPP暴露下,斑马鱼胚胎早期粒细胞增多,证实了斑马鱼的早期免疫系统受到损伤。这一系列实验证明了TCPP暴露对斑马鱼的胚胎发育影响广泛。2.胚胎及幼鱼行为学结果发现:TCPP导致异常行为,包括自发运动频率的降低,平均速度的降低和运动距离的减少,在黑暗中幼鱼活动能力降低以及对声光刺激的缓慢/不敏感反应等。3.乙酰胆碱酯酶（ACh E）检测表明,TCPP暴露下,ACh E活性受到抑制,破坏了神经信号的正常传递;与对照组相比,TCPP暴露组出现明显的ROS积累,引发了斑马鱼的氧化应激;AO凋亡染色及血管转基因鱼Tg（flk 1:m Cherry）观察显示,TCPP暴露下产生头部血管消融,以及大量脑部细胞发生凋亡;侧线神经丘（FM1-43染料）毛细胞染色显示,尾部神经丘毛细胞团发生数量减少且排列紊乱等形态变化。4.神经发育相关的基因pax6a和nova1,WISH结果显示,对照组中,pax6a主要在眼中表达,而在前脑中表达较低。在TCPP暴露后,幼鱼的眼睛和前脑中的pax6a表达水平显著降低,同时,nova1主要在大脑中表达,幼鱼的脊椎和眼睛中几乎看不见,但是在TCPP处理中却表现出明显的下降。两个基因的差异表达与q-PCR结果一致,这可能是导致斑马鱼行为异常的主要原因。5.TCPP慢性暴露幼鱼至成鱼的系列行为学分析结果显示:慢性TCPP暴露导致成鱼出现类似的焦虑行为和过度恐慌,规避风险的能力降低;社交互动测试表明,长期的TCPP暴露导致成鱼无法正常交往,出现古怪、孤独等行为;T迷宫测试表明,斑马鱼的记忆力和认知功能严重降低。6.HE染色显示,TCPP暴露下斑马鱼成鱼脑部神经元数量减少,胶质细胞增生形成胶质瘢痕,这提示在脑室周围层出现神经元凋亡。免疫荧光检测发现,在正常情况下,nova1和pax6a蛋白表达几乎全部位于细胞核中,而TCPP暴露组有的表达在细胞质中,并且nova1和pax6a蛋白水平明显下降。本研究为TCPP暴露的风险评估和预警提供了重要参考,并为预防/减轻污染物引起的神经系统疾病早期预防和基因治疗提供了依据。
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