久效磷農(nóng)藥擾亂馬糞海膽(Hemicentrotus pulcherrimus)5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的機制研究.pdf

1、5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)是海膽早期發(fā)育過程中出現(xiàn)最早的神經(jīng)系統(tǒng)，調(diào)控海膽早期發(fā)育階段的形態(tài)發(fā)生和游泳行為。有機磷農(nóng)藥能夠擾亂海膽早期發(fā)育階段的5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)，影響海膽的早期發(fā)育，造成不良的發(fā)育后果，但有機磷農(nóng)藥對5-羥色胺能神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)影響的具體機制尚不明確。5-羥色胺遞質(zhì)本身在海膽早期發(fā)育階段起重要的調(diào)控作用，與5-羥色胺能神經(jīng)元的生長、5-羥色胺能受體網(wǎng)絡(luò)的發(fā)生等有關(guān)。神經(jīng)導(dǎo)向因子Netrin及其受體能夠引導(dǎo)海膽早期發(fā)育過程中5-

2、羥色胺能軸突的遷移，對5-羥色胺能神經(jīng)元的發(fā)生和5-羥色胺能軸突的導(dǎo)向具有重要的調(diào)控作用。因此，我們認(rèn)為有機磷農(nóng)藥對5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)的擾亂可能與5-羥色胺遞質(zhì)代謝的紊亂以及神經(jīng)導(dǎo)向因子netrin及其受體表達的紊亂有關(guān)。
　　 根據(jù)久效磷農(nóng)藥對馬糞海膽胚胎的48 h半數(shù)致死濃度和馬糞海膽5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程，將馬糞海膽受精后30的分鐘胚胎分別暴露于濃度為0.00，0.01，0.10和1.00 mg·L-1的久效磷農(nóng)

3、藥至12-hpf囊胚早期，15-hpf游動囊胚期，18-hpf原腸胚早期，24-hpf原腸完成期，30-hpf棱柱幼蟲早期，36-hpf棱柱幼蟲期和48-hpf二腕幼蟲期等7個不同發(fā)育時期，研究久效磷農(nóng)藥對5-羥色胺合成限速酶(HpTPH)、5-羥色胺轉(zhuǎn)運體(SERT)、5-羥色胺降解酶單胺氧化酶(MAO)和5-HT含量以及神經(jīng)導(dǎo)向因子HpNetrin和受體neogenin表達的影響，探討久效磷農(nóng)藥對馬糞海膽早期發(fā)育階段5-羥色胺能神經(jīng)

4、系統(tǒng)的影響機制，為進一步闡明有機磷農(nóng)藥的的神經(jīng)毒性作用機制提供了理論基礎(chǔ)。
　　 本文主要的研究結(jié)果有：
　　 (1)在海膽5-HT代謝過程中，存在反饋調(diào)節(jié)機制，以維持5-HT含量的相對穩(wěn)定。久效磷農(nóng)藥暴露后，5-HT含量變化幅度較小，久效磷農(nóng)藥對海膽早期發(fā)育階段5-HT代謝的影響，主要是影響了5-HT的代謝活性，而并不是5-HT的含量。在正常發(fā)育過程中5-羥色胺代謝率較低時，久效磷農(nóng)藥能夠促HPTPH和SERT的表達，

5、5-羥色胺遞質(zhì)代謝活性升高；而在5-羥色胺快速代謝以滿足5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的需要時，久效磷農(nóng)藥抑制HpTPH和SERT表達，抑制5-羥色胺遞質(zhì)的代謝，擾亂5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)的形成，影響馬糞海膽的早期發(fā)育?？梢?，久效磷農(nóng)藥影響馬糞海膽早期發(fā)育階段5-羥色胺遞質(zhì)的正常代謝，導(dǎo)致5-羥色胺遞質(zhì)代謝活性發(fā)生異常改變，影響5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育以及胚胎和幼蟲的發(fā)育。
　　 (2)久效磷農(nóng)藥影響馬糞海膽早期發(fā)育階段神經(jīng)導(dǎo)向因子H

6、pNetrin及其受體neogenin的表達。在5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)尚未開始發(fā)育之前(24-hpf原腸胚后期)，0.01 mg/L和0.10 mg/L久效磷農(nóng)藥暴露均能夠顯著地提高HPNetrin和neogenin的表達，而1.00 mg/L久效磷農(nóng)藥暴露則顯著地抑制HpNetrin和neogenin的表達，久效磷農(nóng)藥對這一時期HpNetrin和neogenin表達的擾亂會影響5-羥色胺能神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生，進而干擾5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育

7、。在5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)開始發(fā)育之后(30-hpf棱柱幼蟲早期)，3個濃度的久效磷農(nóng)藥對馬糞海膽不同發(fā)育時期HpNetrin和neogenin表達均表現(xiàn)為促進作用，久效磷農(nóng)藥對這一時期HpNetrin和neogenin表達的擾亂會影響5-羥色胺能軸突的正常靶向延伸，導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育毒性?？梢?，久效磷農(nóng)藥對海膽早期發(fā)育過程中neogenin和HpNetrin表達的影響，是久效磷農(nóng)藥對5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的又一影響機制。
　　 綜上