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近几十年来,有害蓝藻水华的频繁发生已成为世界范围内不容忽视的环境问题。微囊藻毒素(MCs)主要由微囊藻属蓝藻细菌产生,是最常提及的能够威胁水质,水生生物乃至人类健康的环肽毒素。在已鉴定出的200多种MCs异构体中,微囊藻毒素-LR(MC-LR)是最常见,最具毒性且被广泛研究的一种异构体。大量证据表明,MC-LR主要在肝脏中积累并发挥肝毒性作用。近年来,MC-LR对免疫系统功能的潜在影响,特别是对炎症反应的影响已成为热门话题。本研究以模式生物斑马鱼(Danio rerio)作为研究对象,研究了不同环境浓度MC-LR慢性暴露对于脾脏病理损伤、血清免疫参数和脾脏非特异性免疫相关基因转录水平的变化。然后,通过转录组学和TLR/MyD88信号通路中关键基因的转录水平以及脾脏中MyD88的蛋白表达和免疫组化结果分析,揭示了环境浓度MC-LR引起的慢性炎症反应的分子机制。最后,通过跨代暴露实验探讨MC-LR免疫毒性作用的跨代传递方式和机制。本研究的结果对于全面了解环境浓度MC-LR暴露后诱导的炎症反应和非特异性免疫功能的影响提供了重要的实验证据。主要结果如下:1.在慢性暴露试验中,将雄性斑马鱼暴露于0、0.3、1、3、10和30μg/L MC-LR30 d。在低浓度组(0.3、1和3μg/L)中,斑马鱼脾脏出现炎症反应,包括黑色素巨噬细胞中心的形成和巨噬细胞伪足的增加,血清补体C3水平的显著升高以及非特异性免疫相关基因(c3b、lyz、il1β、tnfα、ifnγ)表达的上调。然而,高浓度的MC-LR(10和30μg/L)会导致脾脏巨噬细胞和淋巴细胞发生变性,血清补体C3水平显著降低以及非特异性免疫基因表达出现显著下调。该研究发现表明,慢性暴露于MC-LR对鱼类先天免疫系统具有双向调控作用,即低浓度MC-LR暴露会诱发炎症激活,而高浓度MC-LR暴露导致免疫抑制。2.将雄性斑马鱼暴露于0、0.4、2和10μg/L MC-LR 30 d。研究结果表明,MCLR会导致脾脏出现炎性变化,包括黑色素巨噬细胞中心的形成,血清中TNFα和IL1β的水平显著升高以及MyD88依赖的Toll样受体(TLR/MyD88)信号通路基因(tlr4a、myd88、erk2、p38a、il1β、tnfα)表达量的显著升高。免疫组化和蛋白质印迹结果进一步验证了较高的MC-LR浓度暴露会增强MyD88的表达信号。此外,10μg/L MC-LR暴露会导致血清补体C3含量和脾脏c3b转录水平显著降低,表明鱼类非特异性免疫功能受到抑制。该研究发现揭示,环境浓度MC-LR慢性暴露可能会通过TLR/MyD88信号通路引发慢性炎症反应,随后在斑马鱼中导致免疫功能紊乱,这也提醒我们需要更加关注长期环境浓度MC-LR暴露所产生的免疫毒性。3.在跨代研究中,将成年雌雄斑马鱼分别暴露于0、0.4、2和10μg/L MC-LR60 d。暴露期结束时让雌雄配对并产卵,将F1代胚胎置于不含MC-LR的清水中或者含有与亲本暴露浓度相同的MC-LR水体中直到受精后第5天(5 dpf)。结果显示,在F0代性腺和F1代胚胎中都检测到MC-LR的存在,这表明MC-LR可以通过化学传递的方式直接从F0代转移到F1代。同时,MC-LR对F0代成鱼的生殖毒性影响(性激素分泌,性腺发育和生殖能力)也会导致F1代仔鱼发育异常,提示MC-LR也能够通过干扰亲本生殖功能发挥跨代毒性作用。进一步,在清水组和持续MC-LR暴露组的F1代中发现抗氧化基因(cat、mn-sod、gpx1a)的下调和先天免疫相关基因(tlr4a、myd88、tnfα、il1β)的上调以及促炎性细胞因子(TNFα、IL1β、IL6)含量的升高,表明亲本MC-LR暴露抑制了F1代仔鱼的抗氧化功能并通过TLR/MyD88信号通路诱发了炎症反应,最终导致子代免疫机能的下降。此外,通过比较两种不同处理条件下的F1代仔鱼,与清水组相比,持续暴露于MC-LR中会导致更高程度的炎症反应。