β-雙酮類抗生素復(fù)合污染對斑馬魚的毒理學研究.pdf

1、β-雙酮類抗生素(DKAs)是一種假持久性新型污染物，廣泛應(yīng)用于人類和動物疾病的預(yù)防和治療，尤其是作為生長促進劑被大量用于禽畜養(yǎng)殖。人畜服用此類藥物大多不能被吸收，多以原藥或活性代謝物形式進入環(huán)境，并對環(huán)境和人類健康構(gòu)成了嚴重威脅。目前，對DKAs的單劑毒性和其復(fù)合毒性的研究尚不全面、深入，特別是利用組學技術(shù)對DKAs毒性機制的研究在國內(nèi)外鮮有報道。
　　 本文以模式生物斑馬魚作為研究對象，開展了六種DKA復(fù)合后對斑馬魚胚胎的發(fā)

2、育毒性、行為毒性和運動神經(jīng)毒性研究。研究表明，AB品系斑馬魚胚胎自6hpf至120 hpf暴毒于不同濃度的DKAs實驗液，其在120 hpf時的半數(shù)致死濃度(LC50)和半數(shù)致畸濃度(EC50)分別為211 mg/L和113 mg/L，說明DKAs和其他持久性污染物相比是一種低毒性的污染物。DKAs導(dǎo)致斑馬魚的主要畸型是孵化延遲、游囊關(guān)閉和脊柱彎曲，還發(fā)現(xiàn)其能減緩胚胎心率，以及影響斑馬魚胚胎的自主運動。斑馬魚胚胎自6 hpf至96 hp

3、f暴毒于2.34和9.38 mg/L的DKAs實驗液，于120 hpf時，不會引起斑馬魚任何畸形表型，但此時的活力和光刺激測試中發(fā)現(xiàn)斑馬魚的游泳速度均顯著性升高。在72 hpf時，DKAs會使處于胚胎孵化末期的斑馬魚體內(nèi)的GSH被誘導(dǎo)，濃度升高;而處于胚胎早期的SOD活性則被極顯著性抑制。
　　 隨后，利用高通量RNA測序技術(shù)(RNA-seq)對DKAs暴毒的斑馬魚轉(zhuǎn)錄組進行研究。6hpf時AB品系胚胎暴露于2.34 mg/L

4、DKAs和胚胎培養(yǎng)液對照組，至暴毒后3個月(90 dpf)，抽提斑馬魚總RNA用于RNA-seq。DKAs暴露組樣品和對照組樣品RNA-seq一共得到測序讀長(total reads)分別為13，287，428和15，545，536條，總堿基對數(shù)分別為2，006，401，628和2，347，375，936bp。暴毒樣品和對照樣品分別和Ensembl數(shù)據(jù)庫上所有已知的斑馬魚基因比對得到23，129和23，550個表達基因，RPKM為0.0

5、21-6，748，其中有差異基因328個(p-value＜0.05，且表達差異倍數(shù)在2倍以上)。對這些差異基因進行GO分類和KEGG pathway富集性分析發(fā)現(xiàn)，顯著性富集(p＜0.01)的GO分類項:immune system process、smallmolecule metabolic process、lipid binding;高富集度的KEGG pathway有:Phagosome、staphylococcus aureus

6、 infection、autoimmune thyroid disease等。從這些GO功能分類和KEGG pathway分析中可以說明，其所涉及的差異基因在DKA暴毒的過程中，可能與免疫毒性密切相關(guān)，在斑馬魚體內(nèi)的免疫調(diào)節(jié)中起到關(guān)鍵性作用。轉(zhuǎn)錄本分析結(jié)果還表明DKAs的毒性效應(yīng)涉及神經(jīng)行為毒性，代謝毒性，發(fā)育毒性，以及癌癥和內(nèi)分泌紊亂等。
　　 總之，DKAs復(fù)合急性暴毒可致斑馬魚胚胎發(fā)育毒性，行為異常。而低濃度長期暴毒可致斑