PFDoA和PFHxA對斑馬魚幼魚甲狀腺干擾效應(yīng)的研究
發(fā)布時間：2020-07-09 07:06
【摘要】：本文以兩種廣泛使用的全氟化合物——全氟己酸(Undecafluorohexanoic Acid,PFHxA)和全氟十二酸(Perfluorododecanoic acid,PFDoA)為研究物質(zhì),選擇模式生物斑馬魚為研究對象,從內(nèi)分泌干擾角度,探討了它們的毒性效應(yīng)和具體的作用機(jī)制。首先,本研究從內(nèi)分泌干擾的角度,揭示了兩種全氟化何物PFDoA和PFHxA暴露96 h之后對斑馬魚幼魚的甲狀腺激素水平以及下丘腦-垂體-甲狀腺(hypothalamic-pituitary-thyroid,HPT)軸相關(guān)基因和蛋白表達(dá)的影響,進(jìn)而明確了PFDoA和PFHxA對甲狀腺系統(tǒng)的毒性作用及其機(jī)理。此外,從生長發(fā)育表觀指標(biāo)、基因和蛋白的表達(dá)以及激素水平的變化進(jìn)一步比較了長鏈PFDoA和短鏈PFHxA對斑馬魚胚胎發(fā)育毒性及內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的的異同之處。主要研究結(jié)果如下:(1)暴露不同濃度的PFDoA(0、0.24、1.2和6 mg/L)96 h后,斑馬魚生長發(fā)育受阻,孵化率、心率和體長顯著降低,畸形率和死亡率明顯升高。同時斑馬魚幼魚還出現(xiàn)脊柱彎曲、心包囊水腫等致畸現(xiàn)象。6 mg/L的暴露組顯著抑制了斑馬魚體內(nèi)四碘甲狀腺原氨酸(tetraiodothyronine,T4)和甲狀腺激素三碘甲狀腺原氨酸(triiodothyronine,T3)的分泌。與此同時HPT軸的相關(guān)基因的表達(dá)模式也發(fā)生了明顯的變化。因此,PFDoA可能是通過調(diào)節(jié)HPT軸上的重要基因的表達(dá)進(jìn)而干擾甲狀腺激素的分泌,從而影響斑馬魚胚胎和幼魚的早期發(fā)育。且對于不同暴露濃度,具有顯著的劑量-效應(yīng)關(guān)系。(2)暴露不同濃度的PFHxA(0、0.48、2.4和12 mg/L)96 h后斑馬魚生長發(fā)育同樣受阻,孵化率、心率和體長明顯降低,畸形率和死亡率顯著升高。同時幼魚出現(xiàn)尾部變形、脊柱彎曲和心包囊水腫等致畸現(xiàn)象。暴露組顯著抑制了幼魚體內(nèi)T4的分泌,卻誘導(dǎo)了T3含量的升高。同時HPT軸的相關(guān)基因的表達(dá)模式也發(fā)生了明顯的變化。因此,PFHxA也可能通過調(diào)節(jié)HPT軸上的重要基因的表達(dá)進(jìn)而干擾甲狀腺激素的分泌,從而影響斑馬魚胚胎和幼魚的早期發(fā)育。且對于不同的暴露濃度,具有顯著的劑量-效應(yīng)關(guān)系。(3)結(jié)果顯示,PFDoA對斑馬魚幼魚的畸形率和體長的影響尤其顯著,其急性毒性強(qiáng)于PFHxA。此外,在斑馬魚早期發(fā)育過程中,crh,trh和tshβ的分泌與甲狀腺激素的分泌途徑密切相關(guān),被視為HPT軸上重要的調(diào)節(jié)因子。雖然PFDoA和PFHxA對這三種重要調(diào)節(jié)因子的作用是一致的,卻引起了不同的甲狀腺激素水平變化,進(jìn)而產(chǎn)生不同的內(nèi)分泌干擾效應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X592;X503.225
【圖文】：
為了盡可能達(dá)到最好的實驗效果，應(yīng)在受試生物生命周期的越早時候開始暴露，因為，此間受試生物最為敏感。根據(jù)前人的文獻(xiàn)記載，多數(shù)研究均選擇斑馬魚胚胎受精后的 1- 2 小時（1 hour post-fertilization，l hpf）之內(nèi)做為暴露實驗的最佳時機(jī)[73, 74]。因此，本研究選擇常用的 2 hpf 作為暴露時間。同時，將斑馬魚胚胎置于倒置顯微鏡下仔細(xì)觀察，選擇健康有活力的受精卵進(jìn)行暴露。首先，預(yù)實驗進(jìn)行最終暴露劑量的確定。本研究按照 OECD 的標(biāo)準(zhǔn)方法設(shè)置胚胎的暴露實驗，確定 PFDoA 和 PFHxA 對斑馬魚胚胎的半數(shù)致死劑量。實驗選用 2孔細(xì)胞培養(yǎng)板作為暴露實驗容器，該培養(yǎng)板的每個孔的容積為 3 mL，實驗時在每孔加入 2 mL 暴露溶液，且每孔放入 1 枚受精卵，每個 24 孔細(xì)胞培養(yǎng)板左側(cè) 4 個孔均設(shè)置為對照組，因此，每個濃度梯度放置實為 20 枚卵且每個濃度梯度設(shè)置 6 個平行只有左側(cè) 4 個孔的對照組全部存活的條件下，該組數(shù)據(jù)方可使用。每次暴露后，將細(xì)胞培養(yǎng)板于體式顯微鏡下挑出死亡的胚胎。多次預(yù)實驗之后，最終 PFDoA 和 PFHxA 的半數(shù)致死劑量（median lethconcentration，LC50）確定如下圖：
- 18 -圖3-1.A 不同濃度PFDoA的處理對斑馬魚幼魚死亡率（a）、孵化率（b）、畸形率（c）、體長（d）和心率（e）的影響；圖3-1.B PFDoA處理后最高劑量組可以觀察到的畸形是脊柱曲率（SC）和心包水腫（PE）Fig. 3-1.A Effects of PFDoA on developmental parameters, mortality rate (a), hatching rate (b),deformation rate (c), body length (d), heart rate (e) of zebrafish larvae Fig.3.1.B Morphology ofzebrafish larvae exposed to PFDoA for 96 h. (a) The control larva. (b) SC: spinal curvature. (c) PE:pericardial edema.（注：與對照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）3.2.2 甲狀腺激素 T3、T4 水平變化本研究對斑馬魚體內(nèi) T3 和 T4 含量進(jìn)行了檢測。PFDoA 暴露之后,對于 6 mg/L的暴露組，T3 和 T4 的含量均顯著降低（P < 0.001），分別是 1.83 ± 0.56 ng/g 和 7.85± 7.25 ng/g。圖3-2 斑馬魚體內(nèi)T3、T4含量的測定Fig.3-2 T3 and T4 contents of the whole body after 96h PFDoA exposure（注：與對照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）
- 18 -圖3-1.A 不同濃度PFDoA的處理對斑馬魚幼魚死亡率（a）、孵化率（b）、畸形率（c）、體長（d）和心率（e）的影響；圖3-1.B PFDoA處理后最高劑量組可以觀察到的畸形是脊柱曲率（SC）和心包水腫（PE）Fig. 3-1.A Effects of PFDoA on developmental parameters, mortality rate (a), hatching rate (b),deformation rate (c), body length (d), heart rate (e) of zebrafish larvae Fig.3.1.B Morphology ofzebrafish larvae exposed to PFDoA for 96 h. (a) The control larva. (b) SC: spinal curvature. (c) PE:pericardial edema.（注：與對照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）3.2.2 甲狀腺激素 T3、T4 水平變化本研究對斑馬魚體內(nèi) T3 和 T4 含量進(jìn)行了檢測。PFDoA 暴露之后,對于 6 mg/L的暴露組，T3 和 T4 的含量均顯著降低（P < 0.001），分別是 1.83 ± 0.56 ng/g 和 7.85± 7.25 ng/g。圖3-2 斑馬魚體內(nèi)T3、T4含量的測定Fig.3-2 T3 and T4 contents of the whole body after 96h PFDoA exposure（注：與對照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）
本文編號：2747127
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X592;X503.225
【圖文】：
為了盡可能達(dá)到最好的實驗效果，應(yīng)在受試生物生命周期的越早時候開始暴露，因為，此間受試生物最為敏感。根據(jù)前人的文獻(xiàn)記載，多數(shù)研究均選擇斑馬魚胚胎受精后的 1- 2 小時（1 hour post-fertilization，l hpf）之內(nèi)做為暴露實驗的最佳時機(jī)[73, 74]。因此，本研究選擇常用的 2 hpf 作為暴露時間。同時，將斑馬魚胚胎置于倒置顯微鏡下仔細(xì)觀察，選擇健康有活力的受精卵進(jìn)行暴露。首先，預(yù)實驗進(jìn)行最終暴露劑量的確定。本研究按照 OECD 的標(biāo)準(zhǔn)方法設(shè)置胚胎的暴露實驗，確定 PFDoA 和 PFHxA 對斑馬魚胚胎的半數(shù)致死劑量。實驗選用 2孔細(xì)胞培養(yǎng)板作為暴露實驗容器，該培養(yǎng)板的每個孔的容積為 3 mL，實驗時在每孔加入 2 mL 暴露溶液，且每孔放入 1 枚受精卵，每個 24 孔細(xì)胞培養(yǎng)板左側(cè) 4 個孔均設(shè)置為對照組，因此，每個濃度梯度放置實為 20 枚卵且每個濃度梯度設(shè)置 6 個平行只有左側(cè) 4 個孔的對照組全部存活的條件下，該組數(shù)據(jù)方可使用。每次暴露后，將細(xì)胞培養(yǎng)板于體式顯微鏡下挑出死亡的胚胎。多次預(yù)實驗之后，最終 PFDoA 和 PFHxA 的半數(shù)致死劑量（median lethconcentration，LC50）確定如下圖：
- 18 -圖3-1.A 不同濃度PFDoA的處理對斑馬魚幼魚死亡率（a）、孵化率（b）、畸形率（c）、體長（d）和心率（e）的影響；圖3-1.B PFDoA處理后最高劑量組可以觀察到的畸形是脊柱曲率（SC）和心包水腫（PE）Fig. 3-1.A Effects of PFDoA on developmental parameters, mortality rate (a), hatching rate (b),deformation rate (c), body length (d), heart rate (e) of zebrafish larvae Fig.3.1.B Morphology ofzebrafish larvae exposed to PFDoA for 96 h. (a) The control larva. (b) SC: spinal curvature. (c) PE:pericardial edema.（注：與對照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）3.2.2 甲狀腺激素 T3、T4 水平變化本研究對斑馬魚體內(nèi) T3 和 T4 含量進(jìn)行了檢測。PFDoA 暴露之后,對于 6 mg/L的暴露組，T3 和 T4 的含量均顯著降低（P < 0.001），分別是 1.83 ± 0.56 ng/g 和 7.85± 7.25 ng/g。圖3-2 斑馬魚體內(nèi)T3、T4含量的測定Fig.3-2 T3 and T4 contents of the whole body after 96h PFDoA exposure（注：與對照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）
- 18 -圖3-1.A 不同濃度PFDoA的處理對斑馬魚幼魚死亡率（a）、孵化率（b）、畸形率（c）、體長（d）和心率（e）的影響；圖3-1.B PFDoA處理后最高劑量組可以觀察到的畸形是脊柱曲率（SC）和心包水腫（PE）Fig. 3-1.A Effects of PFDoA on developmental parameters, mortality rate (a), hatching rate (b),deformation rate (c), body length (d), heart rate (e) of zebrafish larvae Fig.3.1.B Morphology ofzebrafish larvae exposed to PFDoA for 96 h. (a) The control larva. (b) SC: spinal curvature. (c) PE:pericardial edema.（注：與對照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）3.2.2 甲狀腺激素 T3、T4 水平變化本研究對斑馬魚體內(nèi) T3 和 T4 含量進(jìn)行了檢測。PFDoA 暴露之后,對于 6 mg/L的暴露組，T3 和 T4 的含量均顯著降低（P < 0.001），分別是 1.83 ± 0.56 ng/g 和 7.85± 7.25 ng/g。圖3-2 斑馬魚體內(nèi)T3、T4含量的測定Fig.3-2 T3 and T4 contents of the whole body after 96h PFDoA exposure（注：與對照相比，*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001）
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號：2747127
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