六氟双酚A对斑马鱼（Danio rerio）甲状腺轴及认知能力的干扰效应研究

发布时间：2020-07-18 22:34

【摘要】：六氟双酚A(BPAF)是一种重要的阻燃剂,在橡胶氟化工和热带农业生产中广为应用,已被确定具有与双酚A类似的雌激素效应。甲状腺激素对鱼类的生长发育有重要作用,BPAF是否对其甲状腺轴有干扰效应尚未见文献报道。本文利用斑马鱼作为受试生物,采用生态毒理学、分子生物学、组织细胞学、电生理学的研究方法,从个体、组织、细胞、分子水平研究了 BPAF暴露对斑马鱼胚胎、幼鱼、成鱼不同发育阶段的影响,检测了对甲状腺相关激素分泌水平和对下丘脑-垂体-甲状腺轴(HPT轴)相关基因表达的影响,藉以阐明BPAF暴露对斑马鱼甲状腺轴的作用机制。通过研究甲状腺分泌系统与胆碱能系统的交互作用,探寻BPAF胁迫对神经记忆功能的潜在影响,以期为BPAF污染对环境生物的生态风险评价提供更多的重要理论依据。研究的主要结果如下:(1)用5,50,500 μg/LBPAF暴露斑马鱼胚胎,染毒后48h,50,500μg/L暴露组能够造成斑马鱼胚胎发育减缓。染毒后72h能显著降低其孵化率。检测下丘脑垂体调控基因发现,促肾上腺皮质激素释放素基因crh以及促甲状腺激素β亚基基因tsh-β表达水平在50,500 μg/L浓度组均显著上调,crh基因对BPAF的胁迫更为敏感。低浓度短时间的BPAF暴露对斑马鱼胚胎具有非致死性的延迟发育干扰作用,并显现出潜在的甲状腺干扰效应。(2)利用5,50,500μg/L BPAF继续暴露斑马鱼胚胎至7天(新生幼鱼期),斑马鱼幼鱼体长,体重,存活率无显著变化,但50,500μg/L BPAF暴露均能够造成发育早期的斑马鱼幼鱼体内甲状腺激素(THs)(包括:总甲状腺素TT4,总三碘甲状腺原氨酸TT3,游离甲状腺素FT4,游离三碘甲状腺原氨酸FT3)含量下降,其中FT3对BPAF的胁迫最为敏感,在5 μg/L BPAF暴露中即显现出显著下降。HPT轴线上与合成、转运相关基因较为敏感,tshβ基因表达量在50 μg/L暴露组显著上调,肝脏脱碘酶dio1,dio2基因的表达水平在该浓度组亦显著上调。TT3,TT4,FT3,FT4水平的下降除与dio1,dio2和tshβ基因的上调相关外,还与转甲状腺激素蛋白ttr、溶质载体5号基因slc5a5、甲状腺蛋白基因tg、crh、甲状腺受体基因tr-α以及甲状腺受体基因tr-β等基因mRNA表达水平相关,但对代谢相关的葡萄糖醛酸转移酶基因UGT1ab不敏感。由此可以认为,斑马鱼幼鱼受BPAF暴露后易发生甲状腺功能衰退现象,并影响了其合成、转化、转运等相关基因的表达。(3)用5,50,500μg/LBPAF暴露斑马鱼成鱼14天,结果显示随着暴露浓度的提高,出现甲状腺滤泡上皮细胞增生,滤泡组织变形明显,细胞胶质缺失等病理学变化,但雌雄两性之间不具明显差异。雄鱼在BPAF暴露情况下,血浆中TT3,TT4,FT3,FT4含量随着暴露浓度的提升和时间的延长出现显著上升,呈现出甲状腺功能亢奋的干扰效应。雌鱼总体上趋势一致,但存在一定差异。如在雌鱼TT3(14d)的检测中,呈现出低浓度暴露TT3水平下降,较高浓度暴露TT3水平上升的现象,存在某种非单调剂量-效应关系。就THs干扰而言,同样的暴露浓度下,斑马鱼成鱼比新生幼鱼更易受到干扰,敏感性更强。(4)斑马鱼成鱼HPT轴线诸多相关基因对BPAF暴露的响应较为敏感,特别是合成、转化、代谢相关基因。成鱼BPAF暴露7天和14天后,体内TT4,TT3水平的上升,肝脏脱碘酶dio1,dio2 mRNA水平下调。CRH与TSH对THs的负反馈调节也间接影响斑马鱼成鱼体内THs的含量。肝脏UGT1ab基因的显著下调降低了THs的代谢速率从而导致THs在体内含量升高。HPT轴线相关基因对BPAF胁迫所作出的表达响应因斑马鱼性别不同而有所差异。dio2、ttr基因的表达水平对BPAF胁迫的响应,雌鱼较雄鱼更加敏感;雄鱼sclc5a5、tg基因表达量对BPAF暴露更加敏感。(5)建立了观测斑马鱼认知记忆能力的T型迷宫模型,当50,500μg/LBPAF暴露后,斑马鱼进入T型迷宫右臂营养丰富区的时间并不随训练次数增多而变短,且出现折返跑、停滞不前等认知能力干扰现象。对其检测发现,与对照组相比nAChR的活性在不同浓度暴露组均呈现显著下降趋势。通过电生理手段检测了体外表达的两种不同的中枢型nAChRs亚型离子通道对BPAF暴露的敏感性,发现BPAF对α3β2 nAChR具有明显的阻断作用,而对α3β4 nAChR无明显阻断。由此可以认为,BPAF可通过抑制nAChR活性,选择性的阻碍某类或几类亚型受体而对机体产生干扰。研究结果表明,BPAF对斑马鱼胚胎,幼鱼,雄性成鱼和雌性成鱼甲状腺轴具有潜在的干扰效应,能够造成体内THs水平紊乱。HPT轴不同位点上的相关基因对BPAF暴露也较敏感。斑马鱼各发育时期和性别的不同,所呈现出来的干扰效应与机制也不尽相同。本研究还发现BPAF对斑马鱼神经记忆有一定的干扰效应。BPAF干扰斑马鱼的记忆运动能力除了抑制鱼脑中nAChR的活性外,还对特定的nAChR亚型具有直接的阻断作用。
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X503.225
【图文】：

下丘脑和垂体的分泌机制，使得机体在一定条件下处于动态平衡（Ｌｉｕ逦２００２）。逡逑而过量的Ｔ４或失活的代谢产物随着硫酸化和葡萄糖苷化过程在鱼类肝脏中代逡逑谢，最终通过小肠，

本文编号：2761520