β-雙酮類抗生素脅迫對(duì)斑馬魚毒性的組學(xué)差異表達(dá)研究.pdf

1、β-雙酮類抗生素(DKAs)是一種新型環(huán)境污染物，被大劑量廣泛的應(yīng)用于人類和動(dòng)物疾病治療、畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中，使其產(chǎn)生“假持久”現(xiàn)象，在水生態(tài)系統(tǒng)中存在慢性毒性作用。國(guó)內(nèi)外的研究多集中于單劑抗生素的毒理作用，而抗生素復(fù)合污染的毒性作用較為復(fù)雜，目前還鮮有報(bào)道。
　　在本研究中，以模式生物斑馬魚(Danio rerio)為實(shí)驗(yàn)材料，選取六種廣泛使用的β-雙酮類抗生素:環(huán)丙沙星、氧氟沙星、恩諾沙星、鹽酸強(qiáng)力霉素、鹽酸金霉素、土霉素作

2、為實(shí)驗(yàn)藥物，對(duì)斑馬魚進(jìn)行長(zhǎng)期慢性復(fù)合污染。利用蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)探討其在分子水平上對(duì)斑馬魚的毒性效應(yīng)，同時(shí)結(jié)合一些毒理指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。研究表明，與對(duì)照組相比，共26個(gè)蛋白質(zhì)有2倍以上的差異表達(dá)，其中14個(gè)蛋白上調(diào)，12個(gè)蛋白下調(diào)。這些差異表達(dá)的蛋白主要涉及的功能是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制和細(xì)胞骨架。qRT-PCR分析26個(gè)目標(biāo)基因中，11個(gè)基因在翻譯水平和轉(zhuǎn)錄水平上表達(dá)一致。低劑量DKAs(4.69和9.38 mg/L)刺激斑馬魚的自主運(yùn)動(dòng)，而

3、斑馬魚肌酸激酶活力和肌酐濃度的改變與斑馬魚的行為變化有相似的趨勢(shì)。在暴露后，靜脈竇和動(dòng)脈球之間的間距(SV-BA)沒有明顯變化，然而隨著暴露濃度的增加斑馬魚的心率明顯下降。DKAs暴露也導(dǎo)致斑馬魚心臟組織發(fā)生病理?yè)p傷，如線粒體嵴溶解并伴有空泡產(chǎn)生。以上結(jié)果表明DKAs痕量復(fù)合污染影響斑馬魚的多種生理指標(biāo)以及生物過(guò)程。
　　通過(guò)對(duì)長(zhǎng)期暴露斑馬魚的子一代轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行研究，以及對(duì)性腺激素水平、性成熟指數(shù)、產(chǎn)卵率、性腺組織病理學(xué)、卵巢活性氧

4、水平的檢測(cè)，探討DKAs對(duì)斑馬魚生殖的影響。高通量深度測(cè)序分別產(chǎn)生了63734816(con)，73958826(6.25 mg/L)和66483870(12.5 mg/L)個(gè)有效讀長(zhǎng)(valid reads)，與對(duì)照組相比，6.25 mg/L處理組中有1170個(gè)基因差異表達(dá)，12.5 mg/L處理組中983個(gè)基因差異表達(dá)，兩個(gè)處理組相比較共有1399個(gè)基因差異表達(dá)(p-value＜0.05)。在本次測(cè)序中，p-value＜0.05時(shí)，

5、共有670(con vs6.25 mg/L)，569(con vs12.5 mg/L)，821(6.25 mg/L vs12.5 mg/L)個(gè)基因注釋到GO，149個(gè)KEGG Pathway得到注釋。隨著暴露濃度的增加，雌魚和雄魚的雌二醇和睪酮的濃度都明顯降低，雄魚的GSI值下降明顯，但雌魚的GSI值只在25mg/L時(shí)有所下降。產(chǎn)卵量在12.5mg/L處理組中最低。透射電鏡觀察精巢和卵巢，處理組中的精子頭部以及頂體發(fā)生了腫脹，線粒體呈現(xiàn)