β-雙酮類抗生素脅迫對斑馬魚毒性的組學(xué)差異表達研究.pdf

1、β-雙酮類抗生素(DKAs)是一種新型環(huán)境污染物，被大劑量廣泛的應(yīng)用于人類和動物疾病治療、畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中，使其產(chǎn)生“假持久”現(xiàn)象，在水生態(tài)系統(tǒng)中存在慢性毒性作用。國內(nèi)外的研究多集中于單劑抗生素的毒理作用，而抗生素復(fù)合污染的毒性作用較為復(fù)雜，目前還鮮有報道。
　　在本研究中，以模式生物斑馬魚(Danio rerio)為實驗材料，選取六種廣泛使用的β-雙酮類抗生素:環(huán)丙沙星、氧氟沙星、恩諾沙星、鹽酸強力霉素、鹽酸金霉素、土霉素作

2、為實驗藥物，對斑馬魚進行長期慢性復(fù)合污染。利用蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)探討其在分子水平上對斑馬魚的毒性效應(yīng)，同時結(jié)合一些毒理指標進行驗證。研究表明，與對照組相比，共26個蛋白質(zhì)有2倍以上的差異表達，其中14個蛋白上調(diào)，12個蛋白下調(diào)。這些差異表達的蛋白主要涉及的功能是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制和細胞骨架。qRT-PCR分析26個目標基因中，11個基因在翻譯水平和轉(zhuǎn)錄水平上表達一致。低劑量DKAs(4.69和9.38 mg/L)刺激斑馬魚的自主運動，而

3、斑馬魚肌酸激酶活力和肌酐濃度的改變與斑馬魚的行為變化有相似的趨勢。在暴露后，靜脈竇和動脈球之間的間距(SV-BA)沒有明顯變化，然而隨著暴露濃度的增加斑馬魚的心率明顯下降。DKAs暴露也導(dǎo)致斑馬魚心臟組織發(fā)生病理損傷，如線粒體嵴溶解并伴有空泡產(chǎn)生。以上結(jié)果表明DKAs痕量復(fù)合污染影響斑馬魚的多種生理指標以及生物過程。
　　通過對長期暴露斑馬魚的子一代轉(zhuǎn)錄組進行研究，以及對性腺激素水平、性成熟指數(shù)、產(chǎn)卵率、性腺組織病理學(xué)、卵巢活性氧

4、水平的檢測，探討DKAs對斑馬魚生殖的影響。高通量深度測序分別產(chǎn)生了63734816(con)，73958826(6.25 mg/L)和66483870(12.5 mg/L)個有效讀長(valid reads)，與對照組相比，6.25 mg/L處理組中有1170個基因差異表達，12.5 mg/L處理組中983個基因差異表達，兩個處理組相比較共有1399個基因差異表達(p-value＜0.05)。在本次測序中，p-value＜0.05時，

5、共有670(con vs6.25 mg/L)，569(con vs12.5 mg/L)，821(6.25 mg/L vs12.5 mg/L)個基因注釋到GO，149個KEGG Pathway得到注釋。隨著暴露濃度的增加，雌魚和雄魚的雌二醇和睪酮的濃度都明顯降低，雄魚的GSI值下降明顯，但雌魚的GSI值只在25mg/L時有所下降。產(chǎn)卵量在12.5mg/L處理組中最低。透射電鏡觀察精巢和卵巢，處理組中的精子頭部以及頂體發(fā)生了腫脹，線粒體呈現(xiàn)