三唑錫對非洲爪蟾內(nèi)分泌干擾作用的分子機制
本文關(guān)鍵詞:三唑錫對非洲爪蟾內(nèi)分泌干擾作用的分子機制,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:三唑錫是一種廣泛使用的有機錫殺螨劑,但它對水生生物的毒性研究卻鮮有報道。本試驗以非洲爪蟾為模式生物,研究了三唑錫對非洲爪蟾的急性毒性、胚胎致畸效應(yīng)、發(fā)育毒性,甲狀腺內(nèi)分泌干擾效應(yīng),性別發(fā)育和性腺軸相關(guān)基因激素的影響。研究結(jié)果主要包括以下幾個方面:急性毒性試驗結(jié)果表明:三唑錫對非洲爪蟾胚胎和蝌蚪的96 hL50分別為1.84和0.786μg/L,屬于劇毒,經(jīng)推算的環(huán)境安全濃度分別為0.02和0.008μg/L,蝌蚪比胚胎更為敏感。爪蟾胚胎致畸實驗(FETAX)結(jié)果表明,三唑錫對非洲爪蟾96-h EC50為1.329μg/L,致畸指數(shù)為1.41,表明三唑錫具有致畸作用,同時暴露使胚胎體重、肌節(jié)寬、鰭寬減少,引起包括尾椎彎曲、脊柱彎曲、面部畸形和心包囊水腫等致畸現(xiàn)象,其中窄鰭為有機錫特異性致畸種類。同時,三唑錫暴露96 h引起非洲爪蟾胚胎體內(nèi)3,5,3,-三碘甲狀腺原氨酸(T3)水平顯著下降,四碘甲狀腺原氨酸(T4)水平高濃度處理組顯著上升,激素水平紊亂可能導(dǎo)致爪蟾胚胎各組織器官發(fā)育不平衡從而出現(xiàn)畸形。致畸相關(guān)基因半胱氨酸蛋白酶(cpp32β)基因表達上調(diào),IL-1b轉(zhuǎn)化酶(ice)下調(diào),可能干擾了非洲爪蟾體內(nèi)Fas介導(dǎo)的凋亡途徑, Cpp32活化程度的提高導(dǎo)致Ice失活,進而Cpp32執(zhí)行凋亡命令,促進細胞凋亡;骨形成蛋白抑制蛋白(chordin)基因表達上調(diào),性別決定區(qū)域Y-盒蛋白9(sox9)、基質(zhì)金屬蛋白酶(mmp2)基因表達不同程度下調(diào),表明三唑錫對非洲爪蟾能夠影響骨骼或脊索發(fā)育,從而導(dǎo)致畸形兩棲動物變態(tài)發(fā)育試驗(AMA)以非;洲爪蟾NF51蝌蚪為試驗對象暴露21d結(jié)果表明,三唑錫7d暴露使爪蟾蝌蚪體重下降,同時mmmp2、基質(zhì)降解酶-3(st3)表達量下調(diào),整體并未表現(xiàn)出明顯生長抑制的現(xiàn)象;三唑錫14天暴露引起脫碘酶-2(dio2)、甲狀腺受體p(trβ)、基本轉(zhuǎn)錄元結(jié)合蛋白(bteb)、mmp2表達量下調(diào),并且T3水平顯著下降,表現(xiàn)出一之甲狀腺內(nèi)分泌干擾作用:三唑錫暴露21天引起爪蟾后肢生長受到抑制,發(fā)育時期顯著延后,dio2、trβ、bteb、mmp2、st3表達量均有不同程度顯著下調(diào),T3水平下降,說明三唑錫可作用于脫碘酶,抑制T4向T3的轉(zhuǎn)化過程以及T3與受體的結(jié)合,進而導(dǎo)致下游效應(yīng)基因表達量的減少,從而引起甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)干擾作用。6個月染毒試驗結(jié)果表明,三唑錫暴露引起非洲爪蟾存活率、體長、體重下降,變態(tài)發(fā)育完成時間顯著滯后,雌性數(shù)量減少,性別兼性表型爪蟾顯著增加,雌性爪蟾肝腺指數(shù)(LSI)和性腺指數(shù)(GSI)下降;雌雄個體雄激素受體(ar)表達顯著上調(diào),雌性爪蟾芳香化酶(cypl9)表達下調(diào);雄性爪蟾睪酮含量上升。三唑錫可能通過干擾芳香化酶的合成抑制T向雌二醇(E2)的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致T在爪蟾體內(nèi)蓄積,促使基因型雌性爪蟾向雄性異向發(fā)育,表現(xiàn)出一定類雄激素效應(yīng)。綜上所述,三唑錫在環(huán)境暴露濃度下對非洲爪蟾胚胎有致畸效應(yīng),干擾蝌蚪依賴甲狀腺激素調(diào)控的變態(tài)發(fā)育,和幼蛙性別發(fā)育。
【關(guān)鍵詞】:三唑錫 非洲爪蟾 致畸效應(yīng) 甲狀腺軸 性腺軸
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:X171.5
【目錄】:
- 術(shù)語和縮略語表6-8
- 摘要8-10
- ABSTRACT10-18
- 第一章 緒論18-42
- 1 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物概述18-29
- 1.1 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的分類18-19
- 1.2 內(nèi)分泌干擾物的作用特點19-20
- 1.3 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的危害20-24
- 1.3.1 對內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響21
- 1.3.2 對生殖系統(tǒng)與發(fā)育的影響21-22
- 1.3.3 對神經(jīng)系統(tǒng)的毒性效應(yīng)22
- 1.3.4 對免疫系統(tǒng)的影響22-23
- 1.3.5 致癌作用23
- 1.3.6 對動物種群和群落的影響23-24
- 1.4 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的作用機理24-29
- 1.4.1 受體介導(dǎo)反應(yīng)25-26
- 1.4.2 非受體途徑26-28
- 1.4.3 影響內(nèi)分泌系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)免疫系統(tǒng)的綜合效應(yīng)28-29
- 2 農(nóng)藥作為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的研究29-30
- 2.1 農(nóng)藥內(nèi)分泌干擾物的特點29-30
- 2.1.1 結(jié)構(gòu)特點29
- 2.1.2 作用特點29-30
- 2.2 農(nóng)藥在水環(huán)境中的內(nèi)分泌干擾作用30
- 3 非洲爪蟾作為實驗動物在環(huán)境內(nèi)分泌干擾物中的應(yīng)用30-37
- 3.1 非洲爪蟾的甲狀腺內(nèi)分泌干擾評價31-34
- 3.1.1 非洲爪蟾的變態(tài)發(fā)育過程31-33
- 3.1.2 甲狀腺激素信號途徑33-34
- 3.2 非洲爪蟾的生殖內(nèi)分泌干擾評價34-37
- 3.2.1 性別分化和性腺發(fā)育34-36
- 3.2.2 性激素水平及相關(guān)酶的表達36-37
- 4 有機錫的毒理學(xué)研究進展37-40
- 4.1 有機錫的使用現(xiàn)狀37-38
- 4.2 有機錫的毒理學(xué)研究進展38-40
- 5 論文研究主要內(nèi)容和意義40-42
- 第二章 三唑錫對非洲爪蟾胚胎和蝌蚪的急性毒性42-49
- 1 引言42-43
- 2 材料與方法43-44
- 2.1 供試藥劑43
- 2.2 非洲爪蟾的飼養(yǎng)以及胚胎獲取43
- 2.3 非洲爪蟾蝌蚪急性毒性試驗43-44
- 2.3.1 預(yù)試驗43-44
- 2.3.2 暴露試驗44
- 2.4 非洲爪蟾胚胎急性毒性試驗44
- 2.5 數(shù)據(jù)處理44
- 3 試驗結(jié)果44-47
- 3.1 三唑錫對非洲爪蟾胚胎的急性毒性44-47
- 3.2 三唑錫對非洲爪蟾蝌蚪的急性毒性47
- 3.3 三唑錫對非洲爪蟾蝌蚪的安全濃度推算47
- 4 討論47-49
- 第三章 三唑錫對非洲爪蟾胚胎的致畸效應(yīng)49-67
- 1 引言49-50
- 2 材料與方法50-54
- 2.1 供試藥劑50
- 2.2 主要儀器與設(shè)備50
- 2.3 非洲爪蟾飼養(yǎng)及胚胎獲取50
- 2.4 FETAX爪蟾胚胎致畸試驗50-51
- 2.5 基因轉(zhuǎn)錄水平測定51-54
- 2.5.1 總RNA提取51-52
- 2.5.2 cDNA的合成52
- 2.5.3 實時熒光定量PCR52-54
- 2.6 甲狀腺激素測定54
- 2.7 數(shù)據(jù)處理54
- 3 結(jié)果與分析54-62
- 3.1 三唑錫對非洲爪蟾胚胎的致畸效應(yīng)54-59
- 3.1.1 致畸指數(shù)54-55
- 3.1.2 畸形種類分布55-57
- 3.1.3 三唑錫對非洲爪蟾胚胎生長的影響57-59
- 3.2 三唑錫對非洲爪蟾胚胎致畸相關(guān)基因的影響59-61
- 3.3 三唑錫對非洲爪蟾胚胎甲狀腺激素含量的影響61-62
- 4 討論與小結(jié)62-67
- 4.1 討論62-65
- 4.1.1 胚胎致畸效應(yīng)62
- 4.1.2 相關(guān)基因的影響62-65
- 4.1.3 甲狀腺激素的影響65
- 4.2 小結(jié)65-67
- 第四章 三唑錫對非洲爪蟾蝌蚪的甲狀腺內(nèi)分泌干擾效應(yīng)67-83
- 1 引言67-68
- 2 材料與方法68-73
- 2.1 供試藥劑68
- 2.2 主要儀器與設(shè)備68
- 2.3 非洲爪蟾飼養(yǎng)及胚胎獲取68-69
- 2.4 AMA兩棲類變態(tài)試驗69
- 2.5 基因轉(zhuǎn)錄水平測定69-70
- 2.6 甲狀腺激素測定70
- 2.7 三唑錫含量檢測70-71
- 2.7.1 樣品前處理方法70-71
- 2.7.2 儀器條件71
- 2.7.3 質(zhì)量保證與控制71
- 2.8 數(shù)據(jù)處理71-73
- 3 結(jié)果與分析73-79
- 3.1 發(fā)育效應(yīng)73-75
- 3.2 基因轉(zhuǎn)錄效應(yīng)75-77
- 3.3 甲狀腺激素干擾效應(yīng)77-78
- 3.4 三唑錫含量檢測及生物富集系數(shù)78-79
- 4 討論與小結(jié)79-83
- 4.1 討論79-81
- 4.2 小結(jié)81-83
- 第五章 三唑錫對非洲爪蟾性腺軸的影響83-101
- 1 引言83-84
- 2 材料與方法84-90
- 2.1 供試藥劑84
- 2.2 主要儀器與設(shè)備84
- 2.3 非洲爪蟾飼養(yǎng)及胚胎獲取84-85
- 2.4 6個月染毒試驗85
- 2.5 形態(tài)學(xué)指標測定85
- 2.6 非洲爪蟾性腺指數(shù)和肝腺指數(shù)的測定85-86
- 2.7 性腺軸相關(guān)基因表達量測定86-87
- 2.7.1 總RNA提取86
- 2.7.2 反轉(zhuǎn)錄86
- 2.7.3 實時熒光定量PCR86-87
- 2.8 非洲爪蟾幼蛙性腺激素水平測定87-90
- 2.9 數(shù)據(jù)處理90
- 3 結(jié)果與分析90-95
- 3.1 三唑錫對非洲爪蟾幼蛙體長、體重和存活率的影響90-91
- 3.2 三唑錫長期染毒對非洲爪蟾幼蛙性腺指數(shù)和肝腺指數(shù)的影響91-92
- 3.3 三唑錫對非洲爪蟾性別分化的影響92
- 3.4 三唑錫對非洲爪蟾變態(tài)發(fā)育完成時間的影響92-94
- 3.5 三唑錫對非洲爪蟾性腺軸相關(guān)基因的影響94-95
- 3.6 三唑錫對非洲爪蟾性激素水平的影響95
- 4 討論與小結(jié)95-101
- 4.1 討論95-99
- 4.2 小結(jié)99-101
- 全文總結(jié)101-105
- 1 總結(jié)101-102
- 2 創(chuàng)新點102-103
- 3 不足與展望103-105
- 參考文獻105-126
- 在校期間發(fā)表論文126-127
- 致謝127
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