毒死蜱對(duì)斑馬魚胚胎的毒性機(jī)制研究.pdf_第1頁
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1、毒死蜱是一種典型的有機(jī)磷殺蟲劑,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。隨著污染事件的增多,毒死蜱復(fù)雜的生物學(xué)效應(yīng)逐漸引起大家的關(guān)注。本研究主要以斑馬魚胚胎和幼魚作為研究對(duì)象,從表型、分子水平尤其是組學(xué)水平上探究毒死蜱的環(huán)境生物學(xué)效應(yīng)及其作用機(jī)理。以下是主要的研究方法和結(jié)果:
  1.配制高、低兩種濃度梯度的毒死蜱進(jìn)行急性毒性實(shí)驗(yàn),其中低濃度梯度為0、0.10、0.25、0.50、0.75和1.00 ppm;高濃度梯度為0、1.00、2.00、3.0

2、0和4.00 ppm,每個(gè)濃度設(shè)置3個(gè)平行組。結(jié)果顯示,處理48 h后低濃度梯度處理組胚胎孵化快于對(duì)照組,并且胚胎的孵化率與處理濃度成正相關(guān),且未出現(xiàn)明顯畸形。處理60 h后,各組胚胎幾乎全部孵化,而且胚胎存活狀況良好;在高濃度毒死蜱梯度處理組中,胚胎在48h已經(jīng)基本全部孵化,并且出現(xiàn)了體軸彎曲、心包囊腫等畸形現(xiàn)象,并且從處理開始陸續(xù)出現(xiàn)胚胎死亡,60 h時(shí)2 ppm處理組胚胎接近半致死。
  2.為了探究低濃度毒死蜱的內(nèi)分泌干擾

3、效應(yīng),使用流式細(xì)胞儀分析了其對(duì)人子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞HEC-1B生長(zhǎng)周期的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)毒死蜱對(duì)HEC-1B具有促增殖作用,并且同等濃度下其作用不如雌二醇,具有類似雌激素的效應(yīng)。毒死蜱能夠明顯影響斑馬魚胚胎雌激素相關(guān)基因VTG和ERα、細(xì)胞增殖相關(guān)基因c-myc、cyclin D1、c-fos和c-jun的表達(dá)水平。吖啶橙染色結(jié)果表明0.75和1.00 ppm毒死蜱處理組中,可以觀察到凋亡細(xì)胞,而細(xì)胞凋亡相關(guān)基因Bcl-2和Bax的表達(dá)水平出

4、現(xiàn)紊亂。考慮到毒死蜱的神經(jīng)毒性,本研究從基因的轉(zhuǎn)錄水平探究其神經(jīng)發(fā)育毒性。
  3.本研究采用轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)對(duì)其進(jìn)行生物信息學(xué)分析。其中,轉(zhuǎn)錄組學(xué)采用RNA-seq技術(shù),蛋白質(zhì)組學(xué)采用iTRAQ技術(shù)。使用非致死低濃度毒死蜱(0.05 ppm)連續(xù)處理斑馬魚胚胎9天后進(jìn)行組學(xué)分析。轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析差異基因和通路,蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)分析差異蛋白和通路,并且進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組聯(lián)合分析。
  本研究結(jié)果表明:低濃度的毒死蜱具有內(nèi)分泌

5、干擾效應(yīng),能提高癌細(xì)胞的增殖系數(shù)。其加速斑馬魚胚胎孵化脫膜的原因,可能是促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂,抑制細(xì)胞的凋亡。而高濃度的毒死蜱對(duì)斑馬魚主要表現(xiàn)為神經(jīng)毒性,能夠造成胚胎的畸形和死亡,并且顯著影響神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)基因的表達(dá)量。毒死蜱導(dǎo)致斑馬魚幼魚的代謝、轉(zhuǎn)錄的相關(guān)基因和蛋白表達(dá)上調(diào),從而影響其發(fā)育進(jìn)程;導(dǎo)致免疫系統(tǒng)、環(huán)境適應(yīng)性相關(guān)基因和蛋白表達(dá)下調(diào),可能造成免疫力降低,最終導(dǎo)致斑馬魚幼魚死亡。另外,毒死蜱處理產(chǎn)生差異表達(dá)異常顯著的基因和蛋白可以

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