磷酸三(1，3--二氯異丙基)酯對(duì)原生動(dòng)物嗜熱四膜蟲的毒性效應(yīng)及作用機(jī)制.pdf

1、磷酸三（1，3-二氯異丙基）酯(tris(1，3-dichloro-2-propyl)phosphate，TDCIPP)是一種典型的有機(jī)磷酸酯類阻燃劑，因其優(yōu)良的阻燃性能，以及全球范圍內(nèi)對(duì)溴代阻燃劑（如多溴聯(lián)苯醚）的逐漸禁用，使得TDCIPP作為良好的替代品近年來被大量生產(chǎn)并廣泛使用。由于TDCIPP是以物理添加的形式被應(yīng)用在產(chǎn)品中的，因此極易釋放進(jìn)入環(huán)境中。環(huán)境監(jiān)測(cè)表明，TDCIPP在空氣、自然水體、土壤和野生生物的組織中具有很高的檢

2、出率，對(duì)野生生物和人類的生存和繁衍可能構(gòu)成潛在的威脅。已有的毒理學(xué)研究表明，TDCIPP能夠引起脊椎動(dòng)物多種毒性效應(yīng)，然而對(duì)低等生物的影響及多代毒性效應(yīng)仍是未知，故本研究選取營(yíng)自由生活的低等水生原生動(dòng)物嗜熱四膜蟲（Tetrahymena thermophila）為實(shí)驗(yàn)生物，通過較高濃度TDCIPP(0.01，0.1和1μmol/L)亞慢性暴露(5d)和環(huán)境相關(guān)濃度（300和3000ng/L）多代暴露60d（約372代）及恢復(fù)實(shí)驗(yàn)，以表型

3、觀測(cè)、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析、實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)和透射電子顯微鏡觀察為研究手段，對(duì)TDCIPP的毒性效應(yīng)及分子機(jī)制進(jìn)行了評(píng)價(jià)和探討。主要結(jié)果如下:
　　(1)采用高濃度（1，10，100，1000和10000μmol/L）急性暴露(8h)，研究了TDCIPP對(duì)嗜熱四膜蟲生物量的劑量-依賴性抑制效應(yīng)，EC50為615.1μmol/L。0.01，0.1和1μmol/L TDCIPP亞慢性暴露，通過引起細(xì)胞密度、細(xì)胞大小和纖毛數(shù)量劑量-依賴性降

4、低，從而導(dǎo)致生物量顯著性降低，表明抑制個(gè)體生長(zhǎng)和繁殖是TDCIPP的主要毒性效應(yīng)。RNA-Seq檢測(cè)及KEGG富集分析，發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)基因顯著性富集于核糖體通路，TDCIPP誘導(dǎo)核糖體大、小亞基上的12個(gè)核糖體蛋白基因呈現(xiàn)劑量-依賴性的下調(diào)表達(dá)。此外，伴隨著核糖體蛋白基因的下調(diào)表達(dá)，細(xì)胞質(zhì)和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體數(shù)量減少，細(xì)胞質(zhì)中核糖體增大。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TDCIPP可能通過靶向作用于核糖體影響嗜熱四膜蟲的生長(zhǎng)和繁殖。
　　(2)多

5、代毒性效應(yīng)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中，使用環(huán)境相關(guān)劑量TDCIPP對(duì)嗜熱四膜蟲開展連續(xù)約372代(60d)的暴露實(shí)驗(yàn)，隨后進(jìn)行約372代的恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TDCIPP暴露引起嗜熱四膜蟲種群數(shù)量、個(gè)體大小和纖毛數(shù)量降低;同時(shí)，TDCIPP引起纖毛的基體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，基體深度和直徑顯著性降低;此外，TDCIPP誘導(dǎo)了與纖毛組裝和維持相關(guān)的基因（ift家族的3個(gè)基因:ift52，ift81和ift172，tcp-1家族的7個(gè)基因:tcp-1-3700.m

6、00089，tcp-1-3706.m00106,tcp-1-3715.m00106,tcp-1-3731.m00045，tcp-1-3698.m00091，tcp-1-2.m02183和tcp-1-16.m00478）表達(dá)上調(diào)。在60d的恢復(fù)實(shí)驗(yàn)中，種群數(shù)量恢復(fù)至正常水平，然而，TDCIPP對(duì)嗜熱四膜蟲個(gè)體大小、纖毛數(shù)量、基體結(jié)構(gòu)及相關(guān)基因的影響中部分效應(yīng)有恢復(fù)跡象，大多效應(yīng)依舊顯著性存在。因此，本研究首次表明環(huán)境相關(guān)劑量TDCIPP對(duì)

7、嗜熱四膜蟲多代暴露顯示出發(fā)育和繁殖毒性，且部分效應(yīng)在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)不可恢復(fù)。
　　(3)為進(jìn)一步闡明TDCIPP引起多代毒性效應(yīng)的作用機(jī)制，開展環(huán)境相關(guān)劑量（300和3000ng/L）TDCIPP對(duì)嗜熱四膜蟲連續(xù)約372代的暴露及后續(xù)約248代的恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。在此次實(shí)驗(yàn)中，TDCIPP對(duì)嗜熱四膜蟲表型的抑制效應(yīng)與之前的多代暴露結(jié)果一致，恢復(fù)效應(yīng)也相同。另外，此次實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，TDCIPP引起細(xì)胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)池?cái)U(kuò)張，其上附著的核糖體排列不規(guī)則，