环境中六溴环十二烷的研究现状与展望

六溴环十二烷(HBCDs)是一类溴化脂环烃化合物,作为添加型含溴阻燃剂被广泛应用于聚苯乙烯泡沫、室内装潢纺织品和电子产品等领域。由于HBCDs具有广泛的使用性和生物累积性,因此现已成为环境中广泛存在的污染物,可能会对人体产生潜在的危害。从HBCDs的理化特性和毒理学特征、环境命运和路径,在环境中的浓度水平,以及时间、空间趋势和分析方法等方面进行了综述。     

六溴环十二烷在不同用途土壤中的污染特征

六溴环十二烷(HBCDs)是一种被广泛用于建筑业、纺织业和电子产业的溴代阻燃剂.为了比较六溴环十二烷在土壤中的污染特征,采用高效液相色谱-电喷雾串联质谱联用技术同时测定天津污灌区农田土壤与电子产品拆解区土壤HBCDs的异构体和对映体,对其总浓度、异构体组成和对映体选择性进行了分析.电子产品拆解区土壤中HBCDs的浓度范围为1.57～3.76 ng·g-1干重,污灌区农田土壤中的浓度范围是9.33～44.6 ng·g-1干重,大沽排污河污灌导致农田土壤中HBCDs的浓度明显高于电子产品拆解区土壤.电子产品拆解区土壤中HBCDs异构体组成与工业品中的HBCDs呈现出明显的差异,α-HBCD的比例明显升高,发生了异构体转化;而污灌区农田土壤中HBCDs与工业品中异构体组成类似.HBCDs各异构体的对映体选择性没有明显的规律,而对于β-HBCD,污灌区农田土壤对(+)-HBCD具有选择性,电子产品拆解区则呈现出相反的现象.     

农田土壤中六溴环十二烷的污染过程以及生物修复方法研究进展

六溴环十二烷(Hexabromocyclododecane,HBCD)是一种广泛使用的添加型阻燃剂,其具有持久性、生物积累性、生物毒性以及可远距离迁移性等特点。HBCD不会直接施用于农田土壤,但会随着一系列的环境行为进入其中并被土壤有机质吸附,使土壤成为HBCD的"汇"。土壤中的微生物和植物等生物活动会使HBCD进入生物链并对人类健康造成威胁。土壤生物修复方法具有修复成本低、操作简单、高效安全等特性,符合农田土壤绿色发展的目标导向,越来越多地被应用到土壤修复当中。本文重点阐述了农田土壤中HBCD的污染过程,包括污染源、环境行为,并对HBCD的生物修复方法进行了总结分析,以期为农田土壤中HBCD的高效阻控以及污染土壤的绿色修复提供有益参考。     

六溴环十二烷(HBCD)和Cu2+单独与联合暴露对海水小球藻的毒性作用

为探究典型溴化阻燃剂六溴环十二烷(HBCD)和重金属Cu²⁺对海水小球藻(Chlorella salina)的毒性作用,本研究测定HBCD和Cu²⁺单独和联合暴露96 h后小球藻的细胞密度、Chla含量和叶绿素荧光的变化情况。结果表明:单独暴露下,HBCD处理组藻细胞密度与对照组相比显著下降,其中500μg·L^-1 HBCD处理组抑制率最高(32.99%),Chl a含量和Fv/Fm则与对照组无显著差异;Cu²⁺处理组中,96 h-EC₅₀分别为637μg·L^-1(细胞密度)和541μg·L^-1(Chl a含量),Chl a含量对Cu²⁺的敏感性高于细胞密度,海水小球藻的生长受到明显抑制且呈剂量-效应关系,1 260μg·L^-1和2 000μg·L^-1 Cu²⁺处理组中Fv/Fm分别显著降低24.24%和32.32%;HBCD和Cu^2+<...     

六溴环十二烷短期暴露对红鳍笛鲷幼鱼甲状腺激素T3和T4含量的影响

为研究六溴环十二烷(HBCD)短期暴露对红鳍笛鲷的甲状腺素干扰效应及相关机理,实验室条件下分别将红鳍笛鲷幼鱼暴露于3个不同浓度的HBCD(8.6、43.0、215μg·L-1)溶液中24、48、96 h后,以肝脏和脑组织中三碘甲腺原氨酸(T3)和四碘甲腺原氨酸(T4)含量及T3/T4比值为生物标志物,评价HBCD短期暴露对红鳍笛鲷肝、脑组织甲状腺功能的影响。结果表明,HBCD对红鳍笛鲷幼鱼肝、脑组织甲状腺具有明显的干扰作用,且8.6、43.0μg·L-1浓度暴露下对T3、T4含量以诱导作用为主,215μg·L-1浓度暴露下短时间内表现为极显著的诱导作用(P0.01),随暴露时间延长则表现为极显著的抑制作用(P0.01)。此外,HBCD暴露过程中,肝组织T3/T4比值均极显著低于对照组(P0.01),且呈明显的时间-效应和剂量-效应关系;脑组织T3/T4比值则随暴露浓度和暴露时间呈现较大差异,主要表现为短时间暴露T3/T4比值高于对照组、长时间暴露T3/T4比值低于对照组。研究表明,红鳍笛鲷肝脏和脑组织甲状腺素T3、T4含量及T3/T4比值对实验室3种浓度的HBCD胁迫均具有足够的灵敏度,在一定程度上可为环境中甲状腺激素干扰物的筛选和生态风险评价提供重要的科学依据。     

溴鼠灵对斑马鱼的急性毒性效应研究

[目的]研究溴鼠灵对斑马鱼的生态毒性效应。[方法]在2 h内将受精后6 d的斑马鱼幼鱼暴露在不同浓度的溴鼠灵溶液中,计算溴鼠灵对斑马鱼幼鱼的半数致死浓度,并记录染毒后斑马鱼的运动轨迹。[结果] 2 h内溴鼠灵对斑马鱼幼鱼的半数致死浓度(LC₅₀)可达13.51 mg/L,表明溴鼠灵对斑马鱼幼鱼具有显著的急性毒性作用。光暗交替环境刺激下,随着溴鼠灵浓度的升高,对斑马鱼幼鱼的平均运动速度、加速度的抑制作用愈加显著。当药物浓度低于1.00 mg/L时,各试验组斑马鱼幼鱼的运动行为均未出现异常,当试验进行至60 min,10.00、50.00和100.00 mg/L浓度组斑马鱼幼鱼的运动能力显著下降。随着药物浓度的升高,斑马鱼幼鱼对强光刺激的应激反应受到显著抑制,100.00 mg/L浓度组斑马鱼幼鱼基本失去应激能力。[结论]溴鼠灵在2 h内对斑马鱼幼鱼具有显著的急性毒性作用,能够显著抑制其运动行为。     

溴系阻燃剂(BFRs)的动物内分泌干扰(ED)研究

近年来,防火溴系阻燃剂(Brominated flame retardants,BFRs)是在聚合物和织物中应用最为广泛的阻燃剂之一,广泛应用于各种家用和工业产品。BFRs属持久性有机污染物,目前在环境中已普遍存在,已在国际上引起了广泛的关注。由于BFRs的使用量在逐年增大,在土壤、沉积物、大气和生物体中普遍检测出BFRs。BFRs对水生动物、鸟类、哺乳动物都存在不同程度的毒害作用,其分布的广泛性、难降解性和对人体健康的不确定性已引起人们的普遍关注。基于国外动物毒理学研究成果,文章综合论述了BFRs及其代谢化合物对不同动物的内分泌干扰活性,主要介绍了对甲状腺激素水平、雌激素水平、雄激素水平及对动物神经系统发育的影响,为评价BFRs对动物和人类的健康影响提供理论基础。     

甲基睾酮对雌斑马鱼内分泌干扰效应的研究

甲基睾酮(MT)广泛存在于造纸废水中,为了研究其对水生动物内分泌的干扰效应,选用斑马鱼为模式生物,开展甲基睾酮对斑马鱼的慢性毒性暴露实验。将雌性斑马鱼分别暴露在含10、50、100和150μg/L的甲基睾酮水环境中48 d,另设空白对照和0.01%甲醇对照,观察斑马鱼的个体生长指标及组织结构的变化。结果表明:当MT浓度为150μg/L时,斑马鱼全部死亡;而在0~100μg/L的MT暴露处理中,随着MT浓度的增加,斑马鱼的体重逐渐减轻,体长逐渐缩短,臀鳍逐渐变大,体色转向偏黄,出现了雄性化的特征;而且肝脏和性腺重量均明显减轻,卵巢出现明显的退化特征,肝细胞逐渐肿大,细胞核偏移中央,且伴随细胞中空等现象;其中,50和100μg/L MT处理的斑马鱼鳃丝变得高低不一,有的开始断裂甚至结构无法辨认。     

三-(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯对斑马鱼胚胎发育的毒性研究

为了探究三-(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯(TBC)这一新型含溴阻燃剂对斑马鱼胚胎的毒性效应及潜在的致毒机制,将受精后2h内的斑马鱼胚胎分别暴露于0.2、1、5、25μg/mL的TBC和0.1、0.5、2.5、12.5μg/mL的17β-雌二醇(E2)以及各浓度TBC+2.5μg/mL E2中,分别在24、48、72、120hpf对胚胎进行形态学观察并统计。发现TBC对斑马鱼胚胎72hpf孵化率的抑制作用及120hpf致畸作用呈剂量效应关系,对120hpf胚胎的致死作用较小;E2对斑马鱼胚胎的孵化率亦有抑制作用;在120hpf,TBC和E2对斑马鱼胚胎均有致畸效应但致畸形态有差异;TBC的EC50为1.248μg/mL,E2的EC50为0.968μg/mL及LC50为2.834μg/mL。结果表明,TBC在一定程度上可抑制雌激素对斑马鱼胚胎的毒性效应,呈现潜在的抗雌激素效应的内分泌干扰作用。     

双酚A对雄性斑马鱼的内分泌干扰效应

为了探讨双酚A(BPA)内分泌干扰效应,研究了BPA对斑马鱼肝脏雌激素受体(Esr1 mRNA)、芳基烃水解酶受体(AhR2 mRNA)以及卵黄蛋白原(VTG1 mRNA)表达的影响.结果表明:BPA暴露12 h后,Esr1 mRNA和VTG1显著提高(P＜0.05).BPA暴露24 h后,Esr1 mRNA和VTG1 mRNA相对表达量依旧保持相当高的水平(P＜0.05).暴露48 h后,Esr1 mRNA的相对表达量继续升高.暴露72 h后,Esr1 mRNA和VTG1 mRNA相对表达量低于暴露12、24 h和48 h.暴露48 h后,AhR2相对表达量为0h的3.22倍.暴露过程中,Esr1 mRNA和VTG1 mRNA相对表达量变化一致.BPA对雄性斑马鱼的Esr1 mRNA和VTG1mRNA诱导能力较强,但对AhR2诱导能力较弱.表明BPA对斑马鱼的内分泌干扰作用存在多途径过程.     

斑马鱼nos2a基因的生长调控作用

鱼类的生长调控一直是水产领域研究的热点。为了在斑马鱼中探索诱导型一氧化氮合酶（Nos2）在生长调控中的作用,我们通过CRISPR/Cas9基因编辑技术,首次构建了可稳定遗传的nos2a缺失型（nos2a-/-）斑马鱼家系。通过监测其生长过程发现,nos2a-/- 斑马鱼的整体生长趋势较nos2a正常型（nos2a+/+）斑马鱼偏低,且nos2a-/-成鱼的体型显著小于同期的nos2a+/+ 斑马鱼（P <0.01）：nos2a+/+成鱼体长（29.53 ± 0.60） mm,nos2a-/-成鱼体长（26.34 ± 0.69） mm;nos2a+/+成鱼体质量（512.8 ± 30.75） mg,nos2a-/-成鱼体质量（394.4 ± 16.91） mg。而在肌纤维密度（P =0.718）及躯椎骨的横截面积上（P =0.548）两者没有显著差异。qPCR检测发现,出膜8天时,nos2a-/- 斑马鱼的生长激素基因gh1的mRNA水平（P <0.01）及类胰岛素生长因子基因igf1的mRNA水平（P <0.001）均显著低于nos2a+/+ 斑马鱼;出膜68天时,nos2a-/- 斑马鱼的gh1 （P <0.0001）和igf1 （P <0.0001）的mRNA水平同样显著低于nos2a+/+ 斑马鱼。以上结果表明,斑马鱼中nos2a的功能缺失导致鱼体生长受到抑制,而gh1及igf1 mRNA的水平下调是其潜在原因。     

Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)在斑马鱼组织中的累积及对抗氧化系统的影响

以斑马鱼为受试材料,研究了Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)在斑马鱼组织中的累积及对抗氧化系统的影响。试验分3组,分别为对照组、Se(Ⅳ)处理组(500μg·L-1)和Se(Ⅵ)处理组(5000μg·L-1),处理28 d后,测定斑马鱼脑、鳃、肝、肠和肌肉组织中硒的累积以及过氧化氢酶(CAT)活性、总抗氧化能力(T-AOC)和Na+/K+-ATPase活性。结果显示,与对照组相比,硒处理组斑马鱼各组织中呈现不同程度的硒累积,肝组织中硒累积量最高,肠组织中CAT活性、鳃和肠组织中T-AOC活性以及鳃和肝组织中Na+/K+-ATPase活性均显著降低。Se(Ⅳ)与Se(Ⅵ)处理组相比,斑马鱼肝和鳃组织中硒累积量显著升高,肝组织中CAT活性显著下降13%,T-AOC活性显著升高1.8倍。研究结果表明Se(Ⅳ)比Se(Ⅵ)生物可利用性更高,硒累积导致斑马鱼组织发生氧化胁迫,试验为进一步从抗氧化系统的角度研究硒暴露对鱼类等水生生物的毒性作用机制奠定了基础。     

敌草快对斑马鱼组织损伤及慢性肝脏损害作用

探讨敌草快对斑马鱼(Brachydanio rerio)的毒性效应及其致毒机理。观察敌草快对斑马鱼鳃和肝脏组织的急性损伤效应,并分析慢性敌草快胁迫对斑马鱼肝脏超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽-S转移酶(GST)、丙二醛(MDA)和甘油三酯(TG)的影响。敌草快对斑马鱼的96 h半致死浓度(LC50)为16.92 mg·L~(-1);斑马鱼暴露于8.46、4.23、1.69 mg·L~(-1)敌草快中96 h后,苏木精-伊红(H-E)染色显示鳃小片出现卷曲变形、上皮细胞排列不规则和细胞脱落现象,肝细胞呈现明显的肿大,胞质产生空泡化,局部区域细胞坏死、溶解,斑马鱼鳃和肝脏组织的损伤程度随着敌草快浓度的增加而加重;暴露于1.69、0.84 mg·L~(-1)和0.34 mg·L~(-1)敌草快中28 d后,斑马鱼肝脏的SOD活性变化表现为降-升-降,并呈现出剂量效应;1.69 mg·L~(-1)和0.84 mg·L~(-1)敌草快处理组肝脏的GST活性表现为先升后降,28 d时显著低于对照组(P0.01),0.34 mg·L~(-1)敌草快处理组肝脏的GST活性无显著变化(P0.05);与对照组相比,处理组肝脏的MDA含量在第7 d和14 d变化均不明显(P0.05),在第28 d时0.84 mg·L~(-1)和1.69 mg·L~(-1)敌草快处理组肝脏的MDA含量极显著升高(P0.01);处理组斑马鱼肝脏中TG的含量均从14 d开始出现增加。水体中的敌草快对斑马鱼有较严重的急性损伤作用,长时间暴露于低浓度敌草快中的斑马鱼,其肝脏会发生氧化应激反应,肝脏代谢功能也会受到影响。     

腐植酸影响扑草净对斑马鱼的急性毒性研究

腐植酸(HA)是水环境中一类重要的溶解性有机质,它能影响有机污染物对生物的急性毒性。以除草剂扑草净(Prometryn)作为目标污染物,模式生物斑马鱼(Danio rerio)作为受试生物,研究了扑草净对斑马鱼的96 h急性毒性以及HA存在下其对斑马鱼的毒性变化情况。结果显示,扑草净对斑马鱼的96 h半致死浓度(96 h LC50)为7.448 mg·L-1,95%置信区间为(7.032~7.971)mg·L-1。5 mg·L-1的HA对扑草净的毒性没有显著影响,但当扑草净浓度为8.5 mg·L-1时,15 mg·L-1的HA增加了其对斑马鱼的96 h累积死亡率,较同样扑草净浓度下无HA组高出40%。研究表明在较高扑草净浓度下,15 mg·L-1HA能增加其对斑马鱼的急性毒性,这可能是由于较高浓度(大于LC50值)的扑草净与HA共存时,减少污染物毒性的络合机制被其他能够引起毒性增加的机制所掩盖。     

全氟辛烷磺酸对斑马鱼生理生化指标的影响研究

为了探讨全氟辛烷磺酸(PFOS)对鱼类的毒性效应,参考PFOS对斑马鱼(Danio rerio)的96 h-LC50值,设置了0、1、5和10 mg/L 4个浓度组,采用静水式实验测定了PFOS对斑马鱼头部碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)和乙酰胆碱酯酶(AchE),内脏团中ALP、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)含量以及肌肉中ALP、SOD、MDA含量。结果表明:斑马鱼头部ALP和AchE活力会在实验初期短时间内受到抑制,之后逐渐恢复;中低浓度PFOS(1 mg/L和5mg/L)胁迫会使得头部LDH活力显著升高。内脏团中ALP活力受到显著诱导,并与PFOS浓度呈一定的剂量-效应关系;SOD和CAT活性则在0.5~1 h受到显著诱导,之后有所下降,但并未受到显著抑制;MDA含量在PFOS胁迫下显著升高。肌肉中的ALP活力受到显著抑制(P0.05),SOD活力及MDA含量受PFOS影响不显著。     

斑马鱼血管新生相关因子PTPRB的原核表达及其多克隆抗体制备

【目的】原核表达斑马鱼（Danio rerio）蛋白酪氨酸磷酸酶受体B（PTPRB）并制备多克隆抗体,为研究斑马鱼PTPRB基因功能及血管发育相关信号传导通路打下基础。【方法】采用无缝克隆技术将斑马鱼PTPRB基因插入原核表达载体pET-B2m构建重组表达质粒,转化大肠杆菌B21感受态细胞后采用IPTG进行诱导表达,然后以诱导表达的融合蛋白免疫大耳兔制备多克隆抗体,并采用Western blotting和ELISA检测多克隆抗体的特异性及免疫效价。【结果】斑马鱼PTPRB蛋白亲水性均值为-0.490,属于亲水性蛋白,且具有较丰富的潜在抗原表位位点,分布均匀,无典型的跨膜区。将斑马鱼PTPRB基因插入原核表达载体pET-B2m成功构建获得重组表达质粒pET-B2-PTPRB,转化B21感受态细胞后经IPTG诱导表达,即获得35.0 kD的融合蛋白。融合蛋白PTPRB主要以包涵体形式存在;以纯化融合蛋白PTPRB免疫大耳兔,其血清抗体效价为1∶2048000,说明采用融合蛋白PTPRB可有效刺激大耳兔产生较强的免疫反应,获得较高效价的PTPRB多克隆抗体。Western blotting检测结果显示,PTPRB多克隆抗体具良好抗原特异性。采用Protein A/G亲和层析柱对制备获得的PTPRB多克隆抗体进行亲和层析纯化,可获得高纯度的多克隆抗体,纯化后的PTPRB多克隆抗体浓度在10 mg/mL以上。【结论】构建的斑马鱼PTPRB基因原核表达载体能高效表达具备良好免疫原性的融合蛋白PTPRB,以融合蛋白PTPRB免疫大耳兔可获得高效价、高特异性的PTPRB多克隆抗体,为研究斑马鱼PTPRB蛋白功能提供有利工具,也为揭示PTPRB在鱼类血管发育中的作用机制提供技术支持。     

somatostatin1基因突变斑马鱼仔鱼转录组分析

生长抑素（Somatostatin,SST）是一类神经激素多肽,对脊椎动物的生长和代谢起着关键的调控作用。在斑马鱼（Danio rerio）和其它鱼类中,生长抑素由6个基因编码（sst1-sst6）,sst1存在于所有脊椎动物中,并且在进化上最为保守。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在斑马鱼中构建了可稳定遗传的生长抑素基因sst1突变体鱼系。通过比较6 dpf（days post fertilization,dpf）的sst1-/-突变体和野生型仔鱼转录组,发现sst1-/-突变体相关生化过程和信号通路发生了显著变化。相比野生型,sst1-/-突变体仔鱼中有354个基因显著上调,504个基因显著下调。GO（Gene ontology）富集分析表明,大部分差异基因与氨基酸和蛋白质生物合成相关。KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）通路富集显示代谢通路、氨基酸合成、氨基酰基- tRNA合成、核糖体合成和rRNA加工相关通路表达增强。结果表明,sst1-/-突变体蛋白质生物合成和代谢过程更加活跃。RT-qPCR验证结果显示,随机选取的10个基因mRNA表达变化趋势与转录组测序结果一致,说明转录组测序结果真实可靠。6月龄突变体体重体长和野生型相比并无显著差异。本研究结果为进一步挖掘生长抑素基因家族的潜在功能奠定基础。     

斑马鱼幼鱼嗜中性粒细胞对副溶血弧菌清除的动态变化

副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是人-兽-鱼共患的致病菌,严重威胁食品安全和人类的健康。为了研究宿主嗜中性粒细胞清除细菌感染的动态变化过程,利用红色荧光蛋白标记的副溶血弧菌Vp57~(RFP)菌株感染受精后48 h(hours post fertilization,hpf)的斑马鱼(Danio rerio)幼鱼耳泡,建立局部感染模型,并以大肠杆菌(Escherichia coli)Ec01菌株为对照,系统比较了副溶血弧菌和大肠杆菌的半数致死剂量(median lethal dose,LD_(50))、存活曲线以及和嗜中性粒细胞相互作用的动态过程,RT-qPCR验证炎症相关基因il1b和il10在感染前后的表达量变化。结果显示副溶血弧菌和大肠杆菌感染斑马鱼幼鱼的LD_(50)分别为7.90×10~8 CFU/mL和1.14×10~(11) CFU/mL,与感染大肠杆菌相比,斑马鱼感染副溶血弧菌后招募嗜中性粒细胞的速度更快,且数量更多。RT-qPCR结果发现斑马鱼感染副溶血弧菌后在相同时间点能够激活更高的il1b和il10基因的表达,引起强烈的炎症反应。基于以上研究,我们建立的副溶血弧菌-斑马鱼幼鱼耳泡局部感染模型,为进一步研究嗜中性粒细胞清除副溶血弧菌感染的动态过程,以及深入揭示天然免疫应答机制提供了依据。