BDE-47、6-OH-BDE-47与6-MeO-BDE-47的斑马鱼胚胎发育影响和内分泌干扰机制研究

发布时间：2020-08-28 00:10

【摘要】：四溴联苯醚(2,2’,4,4’-tetrabromodiphenyl ether,SDE-47)、6-羟基-四溴联苯醚(6-Hydroxy-tetrabromodiphenyl ether,6-OH-BDE~47)和6-甲氧基-四溴联苯醚(6-Methoxy-tetrabromodiphenyl ether,6-MeO-BDE~47)是水生生物体内检出频率和检出水平较高的多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ether,PBDE)和羟基化、甲氧基化PBDEs衍生物。研究表明它们具有各种生殖发育毒性以及内分泌干扰效应。然而在水生毒性(尤其是鱼类水生生物影响效应)研究方面仍存在以下局限性:(1)鱼卵中的化合物大多由母子传递而来,而常用的传统水暴露由于存在化合物吸附、吸收、富集、代谢等一系列体外体内过程,致使到达体内实际效应浓度和表观暴露浓度相差很大,不能很好地反映该类化合物的实际体内剂量-效应关系。(2)己有文献报道BDE-47可以影响下丘脑-垂体-甲状腺(hypothalamic-pituitary-thyroid,HPT)轴上相关基因的表达,对生物体甲状腺功能和甲状腺激素浓度有影响。但针对6-OH-BDE~47和6-MeO-BDE~47的甲状腺系统干扰研究尚未见报道。(3)BDE-47会通过多个受体介导产生不同程度的内分泌干扰效应。但是这些研究主要使用哺乳动物体外细胞报告基因实验进行,细胞株来源复杂,所得结论矛盾,针对BDE-47衍生物的此类研究更为少见。本论文选择BDE-47、6-OH-BDE-47和6-MeO-BDE-47作为研究对象,首先使用水暴露和显微注射两种胚胎暴露方式,研究三种化合物对斑马鱼早期生命阶段的发育影响,并借助于化学分析手段评价显微注射作为胚胎内暴露方式在研究此类化合物体内剂量-效应关系上的优越性。在机理研究上,使用q-RT-PCR技术检测了三种化合物对斑马鱼HPT轴上相关基因的表达调控情况,判断化合物是否通过影响生物信号通路HPT轴影响斑马鱼的正常生理功能。本文还使用q-RT-PCR技术检测了BDE-47及其衍生物对斑马鱼幼鱼体内的芳烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)、雌激素受体(estrogen receptor,ER)、雄激素受体(androgen receptor, AR)、甲状腺激素受体(thyroid hormone receptor, TR)、过氧化物酶体增殖物活化受体(peroxisome proliferator activated receptor,PPAR)、孕烷受体(pregnane X receptor, PXR)、糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor,GR)和盐皮质激素受体(mineralocorticoid receptor, MR)这8大受体和与8大受体基因相关的基因网络的表达情况,得出三种化合物可能的受体介导内分泌干扰作用机制。研究结果如下：不同暴露方式斑马鱼胚胎发育影响研究结果表明6-OH-BDE-47的发育危害最大,可以引起斑马鱼胚胎发育延迟并具有较强的急性致死效应；高浓度的6-MeO-BDE-47可引起斑马鱼幼鱼发生水肿、脊柱弯曲,从而导致体长较短；相比较,BDE-47的表观影响最小。三种化合物总体富集能力表现为6-MeO-BDE-47 BDE-476-OH-BDE-47,6-MeO-BDE-47可以在鱼体内转化为6-OH-BDE-47。显微注射方法与水暴露方法相比,能够更好的反应体内剂量-效应关系。三种化合物对HPT轴的影响研究结果表明,化合物对HPT轴的干扰能在一定程度上较好地预警化合物对斑马鱼胚胎的发育影响。6-OH-BDE-47和6-MeO-BDE-47对HPT轴相关的基因表达呈现相反的抑制和诱导机制,而相同表观浓度下BDE-47则未引起HPT轴相关的基因异常表达,其对甲状腺系统干扰能力最低。三种化合物的内分泌干扰机制存在差异,它们分别对特定的受体起作用。6-OH-BDE-47可能通过AhR、ER和MR介导对斑马鱼产生内分泌干扰作用,6-MeO-BDE-47可能通过AhR、ER、AR、TR、GR介导而产生内分泌干扰作用,而BDE-47可能通过AhR、ER和GR介导而产生内分泌干扰作用。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X171.5

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