论文部分内容阅读
磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCIPP)是多溴联苯醚(PBDEs)的一种主要替代品,广泛存在于水体环境中,导致水生生物长期多代处于该化合物的暴露中。目前已有研究表明TDCIPP可能具有神经发育毒性并改变斑马鱼仔鱼的运动行为,但这些都是较高剂量的暴露,有关环境剂量TDCIPP对鱼类神经发育的影响尚未知。此外,我们前期的研究结果表明环境剂量的TDCIPP会从母体转移到子代鱼卵,导致子代仔鱼生长发育受阻,但其多代暴露后的传递特征和神经毒性效应还未知。本实验以模式生物斑马鱼为受试动物,研究了环境剂量TDCIPP母体暴露对F1代仔鱼神经行为的影响,并从子代DNA甲基化变化的角度探讨了TDCIPP引起子代神经行为变化的可能机制;研究了环境剂量TDCIPP多代暴露对各自子代神经发育以及行为的影响,结合化学分析和生物学分析探讨了其可能的机制。1.斑马鱼胚胎暴露于环境剂量(0,3,30和300 ng/L)TDCIPP中120 d,清水中收集所产鱼卵养至5 dpf(day post-fertilization)。化学分析检测TDCIPP在母体和子代鱼卵中的含量,行为分析仪检测母体和子代的运动行为。实验结果表明环境剂量(30,300 ng/L)TDCIPP暴露导致成鱼的生长发育受阻,但是神经行为没有受到影响。化学分析结果表明TDCIPP会在成鱼体内蓄积并且转移到子代,30和300ng/L TDCIPP导致子代仔鱼生长发育受阻,300 ng/L暴露组仔鱼的游泳行为受到抑制。仔鱼的甲基化组学分析表明环境剂量(300 ng/L)TDCIPP暴露降低了仔鱼的全基因组DNA甲基化水平,DNA甲基化差异显著的与神经发育相关基因的表达显著下调(如slc1a2b,il1rapl1b,scn1bb,ric3b,pemt,brinp3a.1等)。同时,对DNA甲基化进行验证发现,ric3b和scn1bb基因启动子区域甲基化水平升高,对应的基因表达量降低。TDCIPP可能是通过改变仔鱼的DNA甲基化水平,来调控仔鱼神经行为相关基因的表达,进而抑制仔鱼的游泳行为。2.研究了0,3,30和300 ng/L TDCIPP暴露斑马鱼三代,对每一代子代5 dpf仔鱼神经发育的毒性效应。研究结果显示,300 ng/L TDCIPP暴露F0代120天后所产F1代仔鱼的孵化率显著性下降,存活率显著性降低;但对F2和F3代仔鱼的这些终点指标均无显著性影响。运动行为结果显示,3和300 ng/L TDCIPP暴露F0代120天会导致F1代仔鱼在光暗周期刺激下的游泳速度受到抑制,并伴随着神经元发育(ngn1)以及轴突生长标志基因(α1-tublin,netrin1b和zn5)的显著性上调,相关性分析表明游泳速度的抑制与ngn1,α1-tublin和zn5这几个基因的表达显著相关。但对F2代仔鱼,仅300 ng/L TDCIPP导致其游泳速度在光照刺激下显著性下降,且导致神经发育和再生相关基因(elvl3、gap43、gfap和shha)表达量显著性下降,但游泳速度的下降与基因表达无显著相关性。继续暴露至F3代仔鱼时,TDCIPP暴露对运动行为不再有显著影响。研究结果显示环境剂量TDCIPP多代暴露对子代仔鱼具有神经发育毒性,表现为运动行为受损和神经发育相关基因表达量的改变,但毒性效应随着暴露代数的增加而减弱。化学分析结果表明随着暴露代数的增加,TDCIPP在母体和子代体内的含量也呈现下降的趋势,这可能是毒性下降的主要原因之一。