PFDoA和PFHxA对斑马鱼幼鱼甲状腺干扰效应的研究
发布时间：2020-07-09 07:06
【摘要】：本文以两种广泛使用的全氟化合物——全氟己酸(Undecafluorohexanoic Acid,PFHxA)和全氟十二酸(Perfluorododecanoic acid,PFDoA)为研究物质,选择模式生物斑马鱼为研究对象,从内分泌干扰角度,探讨了它们的毒性效应和具体的作用机制。首先,本研究从内分泌干扰的角度,揭示了两种全氟化何物PFDoA和PFHxA暴露96 h之后对斑马鱼幼鱼的甲状腺激素水平以及下丘脑-垂体-甲状腺(hypothalamic-pituitary-thyroid,HPT)轴相关基因和蛋白表达的影响,进而明确了PFDoA和PFHxA对甲状腺系统的毒性作用及其机理。此外,从生长发育表观指标、基因和蛋白的表达以及激素水平的变化进一步比较了长链PFDoA和短链PFHxA对斑马鱼胚胎发育毒性及内分泌干扰效应的的异同之处。主要研究结果如下:(1)暴露不同浓度的PFDoA(0、0.24、1.2和6 mg/L)96 h后,斑马鱼生长发育受阻,孵化率、心率和体长显著降低,畸形率和死亡率明显升高。同时斑马鱼幼鱼还出现脊柱弯曲、心包囊水肿等致畸现象。6 mg/L的暴露组显著抑制了斑马鱼体内四碘甲状腺原氨酸(tetraiodothyronine,T4)和甲状腺激素三碘甲状腺原氨酸(triiodothyronine,T3)的分泌。与此同时HPT轴的相关基因的表达模式也发生了明显的变化。因此,PFDoA可能是通过调节HPT轴上的重要基因的表达进而干扰甲状腺激素的分泌,从而影响斑马鱼胚胎和幼鱼的早期发育。且对于不同暴露浓度,具有显著的剂量-效应关系。(2)暴露不同浓度的PFHxA(0、0.48、2.4和12 mg/L)96 h后斑马鱼生长发育同样受阻,孵化率、心率和体长明显降低,畸形率和死亡率显著升高。同时幼鱼出现尾部变形、脊柱弯曲和心包囊水肿等致畸现象。暴露组显著抑制了幼鱼体内T4的分泌,却诱导了T3含量的升高。同时HPT轴的相关基因的表达模式也发生了明显的变化。因此,PFHxA也可能通过调节HPT轴上的重要基因的表达进而干扰甲状腺激素的分泌,从而影响斑马鱼胚胎和幼鱼的早期发育。且对于不同的暴露浓度,具有显著的剂量-效应关系。(3)结果显示,PFDoA对斑马鱼幼鱼的畸形率和体长的影响尤其显著,其急性毒性强于PFHxA。此外,在斑马鱼早期发育过程中,crh,trh和tshβ的分泌与甲状腺激素的分泌途径密切相关,被视为HPT轴上重要的调节因子。虽然PFDoA和PFHxA对这三种重要调节因子的作用是一致的,却引起了不同的甲状腺激素水平变化,进而产生不同的内分泌干扰效应。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X592;X503.225
【图文】：
为了尽可能达到最好的实验效果，应在受试生物生命周期的越早时候开始暴露，因为，此间受试生物最为敏感。根据前人的文献记载，多数研究均选择斑马鱼胚胎受精后的 1- 2 小时（1 hour post-fertilization，l hpf）之内做为暴露实验的最佳时机[73, 74]。因此，本研究选择常用的 2 hpf 作为暴露时间。同时，将斑马鱼胚胎置于倒置显微镜下仔细观察，选择健康有活力的受精卵进行暴露。首先，预实验进行最终暴露剂量的确定。本研究按照 OECD 的标准方法设置胚胎的暴露实验，确定 PFDoA 和 PFHxA 对斑马鱼胚胎的半数致死剂量。实验选用 2孔细胞培养板作为暴露实验容器，该培养板的每个孔的容积为 3 mL，实验时在每孔加入 2 mL 暴露溶液，且每孔放入 1 枚受精卵，每个 24 孔细胞培养板左侧 4 个孔均设置为对照组，因此，每个浓度梯度放置实为 20 枚卵且每个浓度梯度设置 6 个平行只有左侧 4 个孔的对照组全部存活的条件下，该组数据方可使用。每次暴露后，将细胞培养板于体式显微镜下挑出死亡的胚胎。多次预实验之后，最终 PFDoA 和 PFHxA 的半数致死剂量（median lethconcentration，LC50）确定如下图：
- 18 -图3-1.A 不同浓度PFDoA的处理对斑马鱼幼鱼死亡率（a）、孵化率（b）、畸形率（c）、体长（d）和心率（e）的影响；图3-1.B PFDoA处理后最高剂量组可以观察到的畸形是脊柱曲率（SC）和心包水肿（PE）Fig. 3-1.A Effects of PFDoA on developmental parameters, mortality rate (a), hatching rate (b),deformation rate (c), body length (d), heart rate (e) of zebrafish larvae Fig.3.1.B Morphology ofzebrafish larvae exposed to PFDoA for 96 h. (a) The control larva. (b) SC: spinal curvature. (c) PE:pericardial edema.（注：与对照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）3.2.2 甲状腺激素 T3、T4 水平变化本研究对斑马鱼体内 T3 和 T4 含量进行了检测。PFDoA 暴露之后,对于 6 mg/L的暴露组，T3 和 T4 的含量均显著降低（P < 0.001），分别是 1.83 ± 0.56 ng/g 和 7.85± 7.25 ng/g。图3-2 斑马鱼体内T3、T4含量的测定Fig.3-2 T3 and T4 contents of the whole body after 96h PFDoA exposure（注：与对照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）
- 18 -图3-1.A 不同浓度PFDoA的处理对斑马鱼幼鱼死亡率（a）、孵化率（b）、畸形率（c）、体长（d）和心率（e）的影响；图3-1.B PFDoA处理后最高剂量组可以观察到的畸形是脊柱曲率（SC）和心包水肿（PE）Fig. 3-1.A Effects of PFDoA on developmental parameters, mortality rate (a), hatching rate (b),deformation rate (c), body length (d), heart rate (e) of zebrafish larvae Fig.3.1.B Morphology ofzebrafish larvae exposed to PFDoA for 96 h. (a) The control larva. (b) SC: spinal curvature. (c) PE:pericardial edema.（注：与对照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）3.2.2 甲状腺激素 T3、T4 水平变化本研究对斑马鱼体内 T3 和 T4 含量进行了检测。PFDoA 暴露之后,对于 6 mg/L的暴露组，T3 和 T4 的含量均显著降低（P < 0.001），分别是 1.83 ± 0.56 ng/g 和 7.85± 7.25 ng/g。图3-2 斑马鱼体内T3、T4含量的测定Fig.3-2 T3 and T4 contents of the whole body after 96h PFDoA exposure（注：与对照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）
本文编号：2747127
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X592;X503.225
【图文】：
为了尽可能达到最好的实验效果，应在受试生物生命周期的越早时候开始暴露，因为，此间受试生物最为敏感。根据前人的文献记载，多数研究均选择斑马鱼胚胎受精后的 1- 2 小时（1 hour post-fertilization，l hpf）之内做为暴露实验的最佳时机[73, 74]。因此，本研究选择常用的 2 hpf 作为暴露时间。同时，将斑马鱼胚胎置于倒置显微镜下仔细观察，选择健康有活力的受精卵进行暴露。首先，预实验进行最终暴露剂量的确定。本研究按照 OECD 的标准方法设置胚胎的暴露实验，确定 PFDoA 和 PFHxA 对斑马鱼胚胎的半数致死剂量。实验选用 2孔细胞培养板作为暴露实验容器，该培养板的每个孔的容积为 3 mL，实验时在每孔加入 2 mL 暴露溶液，且每孔放入 1 枚受精卵，每个 24 孔细胞培养板左侧 4 个孔均设置为对照组，因此，每个浓度梯度放置实为 20 枚卵且每个浓度梯度设置 6 个平行只有左侧 4 个孔的对照组全部存活的条件下，该组数据方可使用。每次暴露后，将细胞培养板于体式显微镜下挑出死亡的胚胎。多次预实验之后，最终 PFDoA 和 PFHxA 的半数致死剂量（median lethconcentration，LC50）确定如下图：
- 18 -图3-1.A 不同浓度PFDoA的处理对斑马鱼幼鱼死亡率（a）、孵化率（b）、畸形率（c）、体长（d）和心率（e）的影响；图3-1.B PFDoA处理后最高剂量组可以观察到的畸形是脊柱曲率（SC）和心包水肿（PE）Fig. 3-1.A Effects of PFDoA on developmental parameters, mortality rate (a), hatching rate (b),deformation rate (c), body length (d), heart rate (e) of zebrafish larvae Fig.3.1.B Morphology ofzebrafish larvae exposed to PFDoA for 96 h. (a) The control larva. (b) SC: spinal curvature. (c) PE:pericardial edema.（注：与对照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）3.2.2 甲状腺激素 T3、T4 水平变化本研究对斑马鱼体内 T3 和 T4 含量进行了检测。PFDoA 暴露之后,对于 6 mg/L的暴露组，T3 和 T4 的含量均显著降低（P < 0.001），分别是 1.83 ± 0.56 ng/g 和 7.85± 7.25 ng/g。图3-2 斑马鱼体内T3、T4含量的测定Fig.3-2 T3 and T4 contents of the whole body after 96h PFDoA exposure（注：与对照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）
- 18 -图3-1.A 不同浓度PFDoA的处理对斑马鱼幼鱼死亡率（a）、孵化率（b）、畸形率（c）、体长（d）和心率（e）的影响；图3-1.B PFDoA处理后最高剂量组可以观察到的畸形是脊柱曲率（SC）和心包水肿（PE）Fig. 3-1.A Effects of PFDoA on developmental parameters, mortality rate (a), hatching rate (b),deformation rate (c), body length (d), heart rate (e) of zebrafish larvae Fig.3.1.B Morphology ofzebrafish larvae exposed to PFDoA for 96 h. (a) The control larva. (b) SC: spinal curvature. (c) PE:pericardial edema.（注：与对照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）3.2.2 甲状腺激素 T3、T4 水平变化本研究对斑马鱼体内 T3 和 T4 含量进行了检测。PFDoA 暴露之后,对于 6 mg/L的暴露组，T3 和 T4 的含量均显著降低（P < 0.001），分别是 1.83 ± 0.56 ng/g 和 7.85± 7.25 ng/g。图3-2 斑马鱼体内T3、T4含量的测定Fig.3-2 T3 and T4 contents of the whole body after 96h PFDoA exposure（注：与对照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 刘琰;江秋枫;韩梅;赵兴茹;郭睿;;红枫湖流域表层沉积物中全氟化合物的污染特征[J];环境科学研究;2015年04期
2 陈思怀;刘杰;杨凡;肖武林;石志敏;;慢性暴露全氟十二烷酸对雌性大鼠生殖激素及相关卵巢受体表达的影响[J];天津农学院学报;2014年01期
3 黄可;邵超英;朱泉;;全氟辛烷磺酰基化合物及全氟辛酸测试技术[J];纺织学报;2011年04期
4 李法松;何娜;覃雪波;王若男;赵立杰;章涛;孙红文;孙铁珩;;全氟化合物在天津大黄堡湿地多介质分布研究[J];环境化学;2011年03期
5 杨百勤;陈凯;邢航;肖进新;;以全氟丁基为基础的具有高表面活性的氟表面活性剂[J];物理化学学报;2009年12期
6 周庆;张满成;卢宇飞;王联红;李爱民;;全氟类化合物的检测与治理研究进展[J];环境科学与技术;2008年07期
7 周玉国;温海深;;斑马鱼繁殖内分泌学研究进展[J];中国实验动物学报;2007年06期
8 刘冰,于麒麟,金一和,赵翠霞,王静,王柯,翟成;全氟辛烷磺酸对大鼠海马神经细胞内钙离子浓度的影响[J];毒理学杂志;2005年S1期
9 郑敏,朱琳;五氯酚对斑马鱼胚胎的毒性效应研究[J];应用生态学报;2005年10期
10 刘红玲,周宇,许妍,于红霞;氯代酚和烷基酚类化合物对斑马鱼胚胎发育影响的研究[J];安全与环境学报;2004年04期
本文编号：2747127
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/2747127.html
