三唑锡对非洲爪蟾内分泌干扰作用的分子机制

发布时间：2017-04-08 20:06

  本文关键词：三唑锡对非洲爪蟾内分泌干扰作用的分子机制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：三唑锡是一种广泛使用的有机锡杀螨剂,但它对水生生物的毒性研究却鲜有报道。本试验以非洲爪蟾为模式生物,研究了三唑锡对非洲爪蟾的急性毒性、胚胎致畸效应、发育毒性,甲状腺内分泌干扰效应,性别发育和性腺轴相关基因激素的影响。研究结果主要包括以下几个方面：急性毒性试验结果表明：三唑锡对非洲爪蟾胚胎和蝌蚪的96 hL50分别为1.84和0.786μg/L,属于剧毒,经推算的环境安全浓度分别为0.02和0.008μg/L,蝌蚪比胚胎更为敏感。爪蟾胚胎致畸实验(FETAX)结果表明,三唑锡对非洲爪蟾96-h EC50为1.329μg/L,致畸指数为1.41,表明三唑锡具有致畸作用,同时暴露使胚胎体重、肌节宽、鳍宽减少,引起包括尾椎弯曲、脊柱弯曲、面部畸形和心包囊水肿等致畸现象,其中窄鳍为有机锡特异性致畸种类。同时,三唑锡暴露96 h引起非洲爪蟾胚胎体内3,5,3,-三碘甲状腺原氨酸(T3)水平显著下降,四碘甲状腺原氨酸(T4)水平高浓度处理组显著上升,激素水平紊乱可能导致爪蟾胚胎各组织器官发育不平衡从而出现畸形。致畸相关基因半胱氨酸蛋白酶(cpp32β)基因表达上调,IL-1b转化酶(ice)下调,可能干扰了非洲爪蟾体内Fas介导的凋亡途径, Cpp32活化程度的提高导致Ice失活,进而Cpp32执行凋亡命令,促进细胞凋亡；骨形成蛋白抑制蛋白(chordin)基因表达上调,性别决定区域Y-盒蛋白9(sox9)、基质金属蛋白酶(mmp2)基因表达不同程度下调,表明三唑锡对非洲爪蟾能够影响骨骼或脊索发育,从而导致畸形两栖动物变态发育试验(AMA)以非；洲爪蟾NF51蝌蚪为试验对象暴露21d结果表明,三唑锡7d暴露使爪蟾蝌蚪体重下降,同时mmmp2、基质降解酶-3(st3)表达量下调,整体并未表现出明显生长抑制的现象；三唑锡14天暴露引起脱碘酶-2(dio2)、甲状腺受体p(trβ)、基本转录元结合蛋白(bteb)、mmp2表达量下调,并且T3水平显著下降,表现出一之甲状腺内分泌干扰作用：三唑锡暴露21天引起爪蟾后肢生长受到抑制,发育时期显著延后,dio2、trβ、bteb、mmp2、st3表达量均有不同程度显著下调,T3水平下降,说明三唑锡可作用于脱碘酶,抑制T4向T3的转化过程以及T3与受体的结合,进而导致下游效应基因表达量的减少,从而引起甲状腺内分泌系统干扰作用。6个月染毒试验结果表明,三唑锡暴露引起非洲爪蟾存活率、体长、体重下降,变态发育完成时间显著滞后,雌性数量减少,性别兼性表型爪蟾显著增加,雌性爪蟾肝腺指数(LSI)和性腺指数(GSI)下降；雌雄个体雄激素受体(ar)表达显著上调,雌性爪蟾芳香化酶(cypl9)表达下调；雄性爪蟾睾酮含量上升。三唑锡可能通过干扰芳香化酶的合成抑制T向雌二醇(E2)的转化导致T在爪蟾体内蓄积,促使基因型雌性爪蟾向雄性异向发育,表现出一定类雄激素效应。综上所述,三唑锡在环境暴露浓度下对非洲爪蟾胚胎有致畸效应,干扰蝌蚪依赖甲状腺激素调控的变态发育,和幼蛙性别发育。
【关键词】：三唑锡 非洲爪蟾 致畸效应 甲状腺轴 性腺轴
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X171.5
【目录】：

• 术语和缩略语表6-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-18
• 第一章 绪论18-42
• 1 环境内分泌干扰物概述18-29
• 1.1 环境内分泌干扰物的分类18-19
• 1.2 内分泌干扰物的作用特点19-20
• 1.3 环境内分泌干扰物的危害20-24
• 1.3.1 对内分泌系统的影响21
• 1.3.2 对生殖系统与发育的影响21-22
• 1.3.3 对神经系统的毒性效应22
• 1.3.4 对免疫系统的影响22-23
• 1.3.5 致癌作用23
• 1.3.6 对动物种群和群落的影响23-24
• 1.4 环境内分泌干扰物的作用机理24-29
• 1.4.1 受体介导反应25-26
• 1.4.2 非受体途径26-28
• 1.4.3 影响内分泌系统与神经系统免疫系统的综合效应28-29
• 2 农药作为环境内分泌干扰物的研究29-30
• 2.1 农药内分泌干扰物的特点29-30
• 2.1.1 结构特点29
• 2.1.2 作用特点29-30
• 2.2 农药在水环境中的内分泌干扰作用30
• 3 非洲爪蟾作为实验动物在环境内分泌干扰物中的应用30-37
• 3.1 非洲爪蟾的甲状腺内分泌干扰评价31-34
• 3.1.1 非洲爪蟾的变态发育过程31-33
• 3.1.2 甲状腺激素信号途径33-34
• 3.2 非洲爪蟾的生殖内分泌干扰评价34-37
• 3.2.1 性别分化和性腺发育34-36
• 3.2.2 性激素水平及相关酶的表达36-37
• 4 有机锡的毒理学研究进展37-40
• 4.1 有机锡的使用现状37-38
• 4.2 有机锡的毒理学研究进展38-40
• 5 论文研究主要内容和意义40-42
• 第二章 三唑锡对非洲爪蟾胚胎和蝌蚪的急性毒性42-49
• 1 引言42-43
• 2 材料与方法43-44
• 2.1 供试药剂43
• 2.2 非洲爪蟾的饲养以及胚胎获取43
• 2.3 非洲爪蟾蝌蚪急性毒性试验43-44
• 2.3.1 预试验43-44
• 2.3.2 暴露试验44
• 2.4 非洲爪蟾胚胎急性毒性试验44
• 2.5 数据处理44
• 3 试验结果44-47
• 3.1 三唑锡对非洲爪蟾胚胎的急性毒性44-47
• 3.2 三唑锡对非洲爪蟾蝌蚪的急性毒性47
• 3.3 三唑锡对非洲爪蟾蝌蚪的安全浓度推算47
• 4 讨论47-49
• 第三章 三唑锡对非洲爪蟾胚胎的致畸效应49-67
• 1 引言49-50
• 2 材料与方法50-54
• 2.1 供试药剂50
• 2.2 主要仪器与设备50
• 2.3 非洲爪蟾饲养及胚胎获取50
• 2.4 FETAX爪蟾胚胎致畸试验50-51
• 2.5 基因转录水平测定51-54
• 2.5.1 总RNA提取51-52
• 2.5.2 cDNA的合成52
• 2.5.3 实时荧光定量PCR52-54
• 2.6 甲状腺激素测定54
• 2.7 数据处理54
• 3 结果与分析54-62
• 3.1 三唑锡对非洲爪蟾胚胎的致畸效应54-59
• 3.1.1 致畸指数54-55
• 3.1.2 畸形种类分布55-57
• 3.1.3 三唑锡对非洲爪蟾胚胎生长的影响57-59
• 3.2 三唑锡对非洲爪蟾胚胎致畸相关基因的影响59-61
• 3.3 三唑锡对非洲爪蟾胚胎甲状腺激素含量的影响61-62
• 4 讨论与小结62-67
• 4.1 讨论62-65
• 4.1.1 胚胎致畸效应62
• 4.1.2 相关基因的影响62-65
• 4.1.3 甲状腺激素的影响65
• 4.2 小结65-67
• 第四章 三唑锡对非洲爪蟾蝌蚪的甲状腺内分泌干扰效应67-83
• 1 引言67-68
• 2 材料与方法68-73
• 2.1 供试药剂68
• 2.2 主要仪器与设备68
• 2.3 非洲爪蟾饲养及胚胎获取68-69
• 2.4 AMA两栖类变态试验69
• 2.5 基因转录水平测定69-70
• 2.6 甲状腺激素测定70
• 2.7 三唑锡含量检测70-71
• 2.7.1 样品前处理方法70-71
• 2.7.2 仪器条件71
• 2.7.3 质量保证与控制71
• 2.8 数据处理71-73
• 3 结果与分析73-79
• 3.1 发育效应73-75
• 3.2 基因转录效应75-77
• 3.3 甲状腺激素干扰效应77-78
• 3.4 三唑锡含量检测及生物富集系数78-79
• 4 讨论与小结79-83
• 4.1 讨论79-81
• 4.2 小结81-83
• 第五章 三唑锡对非洲爪蟾性腺轴的影响83-101
• 1 引言83-84
• 2 材料与方法84-90
• 2.1 供试药剂84
• 2.2 主要仪器与设备84
• 2.3 非洲爪蟾饲养及胚胎获取84-85
• 2.4 6个月染毒试验85
• 2.5 形态学指标测定85
• 2.6 非洲爪蟾性腺指数和肝腺指数的测定85-86
• 2.7 性腺轴相关基因表达量测定86-87
• 2.7.1 总RNA提取86
• 2.7.2 反转录86
• 2.7.3 实时荧光定量PCR86-87
• 2.8 非洲爪蟾幼蛙性腺激素水平测定87-90
• 2.9 数据处理90
• 3 结果与分析90-95
• 3.1 三唑锡对非洲爪蟾幼蛙体长、体重和存活率的影响90-91
• 3.2 三唑锡长期染毒对非洲爪蟾幼蛙性腺指数和肝腺指数的影响91-92
• 3.3 三唑锡对非洲爪蟾性别分化的影响92
• 3.4 三唑锡对非洲爪蟾变态发育完成时间的影响92-94
• 3.5 三唑锡对非洲爪蟾性腺轴相关基因的影响94-95
• 3.6 三唑锡对非洲爪蟾性激素水平的影响95
• 4 讨论与小结95-101
• 4.1 讨论95-99
• 4.2 小结99-101
• 全文总结101-105
• 1 总结101-102
• 2 创新点102-103
• 3 不足与展望103-105
• 参考文献105-126
• 在校期间发表论文126-127
• 致谢127

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