多环芳烃(PAHs)对海洋鱼类胚胎发育的毒性效应研究

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多环芳烃(PAHs)对水生生物的毒性作用机制一直是生态毒理学研究的热点和难点。本文则主要研究了不同多环芳烃对海洋鱼类胚胎的发育毒性效应。通过对两种海洋鱼类—斜带髭鲷(HapalogenysnitensRichardson)和鲈鱼(Lateolabraxjaponicus)进行胚胎和幼体期三种多环芳烃苯并(a)芘(Bap)、菲(Phe)和葸(An)暴露,比较研究了不同组成和结构的多环芳烃对鱼类胚胎发育不同阶段作用的敏感度差异以及特异的生理学和形态学损伤;同时,通过活体测定BaP暴露真鲷(Pagrusmajor)胚胎的EROD活力、双向电泳分析蛋白表达差异,以及Real—timePCR测定胚胎不同发育阶段CYP1A、AHR1和AHR2的mRNA表达,研究鱼类胚胎各生化指标的响应及其相互联系,初步探讨了PAHs对鱼类胚胎发育的毒性作用机制。取得如下结果: 1).鱼类胚胎孵化之前对三种PAHs暴露最为敏感的阶段为囊胚—原肠胚阶段,而仔鱼对污染物的暴露较整个胚胎阶段更为敏感,死亡率相对孵化之前其他阶段更高。不同组成与结构PAHs对鱼类胚胎发育的毒性有所差异,BaP暴露与仔鱼死亡率有明显的剂量效应关系,而Phe和An暴露浓度与胚胎的死亡和畸形率没有明显的相关性,但二者在接近水体溶解极限的浓度同样表现出较强的毒性;Bap能够引发仔鱼一系列的异常症状,主要有:脊柱弯曲和围心腔水肿;Phe暴露导致胚胎围心腔和卵黄囊水肿,An对胚胎的畸形效应不明显。三者对于胚胎心率和孵化时间的影响也各不相同。 2).通过对真鲷胚胎EROD活性的检测发现BaP浓度与真鲷胚胎EROD活性有着明显的剂量效应关系,BaP浓度为0.8μg/L时已经开始被诱导,活性最大值出现在最高浓度组1.8μg/L,最高浓度组,EROD活性值是对照组的4倍,随着BaP浓度的升高EROD活性呈正相关上升,证实胚胎EROD活性可以做为BaP暴露的敏感性生物标志物。 3)双向电泳实验发现BaP暴露的真鲷胚胎在发育的两个阶段36h和72h,其表达的蛋白无论是在表达种类还是含量上相对于对照组都有较大变化。BaP暴露的真鲷胚胎在36h与72h阶段蛋白质主要分布在pH3—7之间,胚胎更多的为酸性蛋白。BaP暴露的真鲷胚胎36h阶段在PI范围5.0左右,分子量范围64—90KDa以及25—30KDa区域内分别出现两组差异蛋白,在PI范围6.0—7.0,分子量20—30KDa区域内同样也出现了一组新蛋白。72hBaP暴露的真鲷胚胎在PI范围7.0—10.0,分子量28—30KDa出现两组蛋白,并且蛋白量较高;PI范围6.0—7.0,分子量10-20KDa也出现了一组表达量较高的新蛋白。 4).BaP暴露的真鲷胚胎CYP1AmRNA表达与AHR2有着非常相似的趋势,而AHR1则与CYP1A的表达没有相关性。Bap暴露的真鲷胚胎在36hCYP1A与AHR2表达都被显著诱导,并且与暴露浓度有明显的剂量效应关系,二者同时在1.2μg/L暴露组出现了三个时相内诱导的最大值,但二者1.8μg/L暴露组的表达相对于对照组没有明显变化。BaP暴露的高浓度组CYP1A和AHR2的mRNA诱导表达在36h之后开始降低,伴随着两者基因表达量的降低的同时,胚胎出现的高死亡率,而AHR1的表达在三个时相内并没有显示出被抑制。AHR2的表达在各时间段内对照组和暴露组表达均高于AHR1,其中最高浓度暴露组AHR2的表达是AHR1的40倍,AHR2的表达最高值出现在36h,随后表达水平降低,而AHR1表达的最高值则出现在132h,此前暴露组和对照组表达量都很微弱。表明AHR2是AHR主导的同工型基因,并且CYP1A/AHR2很可能是Bap对胚胎发育毒性调控的主要因素。
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