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科研动态

水生所关于十溴二苯乙烷的毒性作用机制研究取得重要进展

十溴二苯乙烷(DBDPE)作为十溴二苯醚(BDE-209)的替代品,在环境和生物介质中的含量已经超过BDE-209,,,,DBDPE的毒性效应和作用机制,对于科学评估其生态和健康风险至关重要。近期,星空体育彩票官网玩法说明周炳升团队在环境科学领域权威期刊Environmental Science & Technology先后发表3篇论文,系统揭示了DBDBE长期低剂量暴露对斑马鱼的传代/跨代毒性和作用机制,并进一步明确了线粒体损伤在DBDPE诱导发育毒性过程中的重要作用。  

研究团队将F0代斑马鱼胚胎暴露于环境相关浓度的DBDPE至性成熟,繁殖产生F1继续繁殖产生代于清水中培养至性成熟,F2代。通过化学分析方法发现,DBDPE可以在F0但在未暴露的代斑马鱼体内蓄积,F1F2后代中并未检测到DBDPE表明;成年阶段斑马鱼的生长和行为指标的变化,DBDPE母源因子全生命周期暴露造成对斑马鱼多代和跨代神经毒性;进一步研究发现,(如神经递质)传递异常、DNA损伤等对DBDPE引起的传代/跨代毒性具有重要贡献(图1)。

水生所关于十溴二苯乙烷的毒性作用机制

1 DBDPE诱导多代/跨代神经毒性的潜在机制 

研究团队继续评价了生物体在早期发育阶段对污染物非常敏感。因此,F0DBDPE暴露对斑马鱼的多代/发现与受到直接暴露的跨代早期发育毒性,F0代(早期发育阶段暴露)和F1未接受暴露的代(生殖细胞阶段暴露)仔鱼相比,F2代仔鱼表现出更为明显的发育异常;通过DNA甲基化组和转录组学联合分析,结合多层次指标验证,发现仔鱼体内神经发育及糖脂代谢相关的过程发生紊乱,特别是F2代仔鱼体内线粒体功能相关基因显著被抑制(图2)。

作者:孙玉苗、朱璧然、杨丽华

2 DBDPE全生命周期暴露扰乱仔鱼糖脂代谢、能量代谢和神经发育

该研究团队进一步通过DBDPE短期暴露斑马鱼,验证了线粒体损伤在DBDPE诱导毒性效应过程中的作用。首先,通过非靶向代谢组学结合多种生理生化及行为学指标。证实DBDPE证实引起氧化应激并导致神经发育毒性;通过线粒体压力测试,暴露会改变仔鱼的糖脂代谢过程,DBDPE暴露会抑制线粒体呼吸,包括显著抑制线粒体呼吸复合物活性、改变线粒体膜电位并减少并造成线粒体功能障碍,ATP生成量;当加入NRDBDPE共同暴露后,DBDPE引起的毒性效应均会减弱或消失,表明线粒体功能障碍可能与DBDPE诱导的神经毒性和糖脂代谢紊乱有关(图3)。

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3 线粒体对DBDPE诱导的代谢紊乱和神经毒性具有调控作用

上述研究成果先后发表于Environmental Science & Technology孙玉苗博士、杨丽华青年研究员分别为论文的第一作者,杂志,周炳升研究员、杨丽华青年研究员、朱璧然副教授分别为论文的(共同)通讯作者。该研究取得星空体育彩票官网玩法说明自然科学基金和星空体育彩票官网玩法说明重点研发计划的资助。文章链接:  

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.3c04578

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.3c00032;

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.3c03552

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