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环境雌激素是现代生命科学领域研究的热点之一,越来越多的人开始关注这一话题。双酚A(BPA)化学结构与雌激素类似,是已经证实的一种环境雌激素活性物质,属于内分泌干扰物的范畴。双酚A主要用于塑料的聚碳酸酯、环氧树脂制造以及其他塑料聚合物添加剂的制造,其广泛的应用范围导致人类无时无刻都在接触BPA。国内外研究表明BPA能够干扰多种生物的内分泌功能,影响野生生物生存安全,甚至威胁人类生命健康,在哺乳动物中的研究主要集中在BPA对动物生殖功能和性腺发育的影响,低剂量BPA的毒理学研究在水生动物中的研究报道相对较少。因此本文以斑马鱼为模式生物,建立环境相关浓度的BPA暴露模型,研究环境雌激素BPA对斑马鱼生殖发育的毒性作用,为明确BPA生殖毒性提供科学依据及为其毒性机理的进一步研究奠定基础。 本团队之前相关研究表明,1 nmol/L BPA对斑马鱼染毒有明显毒性作用;依照斑马鱼的孵化状况、性腺分化特点划分出四个不同的暴毒窗口期。选用胚胎期(0-72hpf,hour post fertilization)、幼体期(3-20dpf,day post fertilization)、性分化期(21-42dpf, day postfertilization)、生长和繁殖期(43dpf-实验结束)四个暴毒窗口对斑马鱼进行低剂量BPA(1nmol/L)的水体暴毒。对不同窗口静水暴毒后,将全程检测各指标直至繁殖出子一代,检测指标主要围绕雌雄个体的性腺发育和生殖功能,并包括反映大脑发育的行为实验。幼体阶段检测指标包含胚胎期和幼体期暴毒的两个窗口仔鱼的光照活力、光暗刺激行为实验;成鱼阶段检测内容为120dpf成鱼的体长、体重及生长因子,150dpf成鱼的性别比例、成鱼行为实验(光暗刺激反应实验、镜面攻击实验)、精巢重量、精子密度、精子总活力、活跃精子活力、精子运动速度、产卵能力及性腺石蜡切片;收集子一代胚胎,统计子一代受精率,48hpf、60hpf、72hpf的孵化率,120hpf、7dpf畸形率,24hpf、72hpf、8dpf的死亡率及120hpf的行为实验。 研究结果表明,BPA水体暴毒对运动行为的影响:胚胎期处理组中,120hpf仔鱼、150dpf成鱼及子一代仔鱼的自由游动速度较对照组有上升趋势,且在亲代中有显著性升高;幼体期暴毒组中,亲代仔鱼、成鱼及子一代仔鱼的自由游动速度较对照组有下降趋势,且在亲代成鱼及子代仔鱼中有明显降低;性分化期和成鱼期暴毒组中,成鱼及子代仔鱼的泳速无明显变化。说明BPA对发育中的神经系统产生了持久性毒性作用,能有效改变斑马鱼的运动行为,且这种促进或抑制作用会延续到子一代;同时也证实了形成中的神经系统更加敏感。BPA水体暴毒对亲代生殖发育的影响:除性分化期外其他处理组120dpf成鱼的体长、体重整体呈上升趋势;生长因子——丰满度总体上也呈增加趋势,其中在幼体期处理组中雄鱼影响最显著。说明幼体期暴毒窗口对BPA反应较为敏感,BPA可增加体重,可能促使了肥胖症的发生。BPA有雌激素效应,可促使斑马鱼向雌性方向分化,幼体期暴毒组性别比例差异显著;各处理组中精巢重量、精子密度没有发生显著变化,但精子总活力、活跃精子活力都明显减弱了,在幼体期和成鱼期暴毒组精子游动速度发生了显著性降低;各处理组精巢进行HE染色分析,在其结构上并没有观察到明显病变。BPA水体暴毒对子代胚胎发育的影响:各处理组产卵量有下降的趋势,但不具有统计学差异;在孵化率、畸形率及死亡率方面都没有发生显著性变化,可能原因是BPA水体暴毒剂量低,处理时间较短其毒性不能在子一代胚胎上表现出来。 由此可见,本实验可初步得出幼体期窗口暴毒对BPA毒性反应最敏感,为在敏感窗口期进一步研究其生殖毒性机制奠定基础。