两种邻苯二甲酸酯类污染物对斑马鱼胚胎发育的影响

作者:穆希岩;李成龙;黄瑛;沈公铭;李绪兴;雷云雷;黄岚;逄森;李应仁;李学锋;王成菊; 刊名:中国环境科学 上传者:张倩倩

【摘要】研究了邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对斑马鱼胚胎发育形态学指标的影响,并利用酶联免疫法检测了DEHP和DBP暴露后两种与胚胎发育相关的蛋白(Nkx2.5和LOX)及甲状腺素(T3、T4)水平的变化.结果发现试验浓度下(10~500μg/L)的DEHP和DBP可诱导斑马鱼胚胎出现一系列发育异常,包括自主运动异常、心率下降、脊柱弯曲及心包水肿等,同时伴随心脏发育蛋白Nkx2.5含量显著下降.ELISA检测结果表明,500μg/L的DEHP和DBP暴露后,斑马鱼胚胎T3、T4含量显著上升.上述结果表明DEHP和DBP对鱼类早期生命阶段同样具备内分泌干扰作用.另外,本研究中DEHP和DBP对斑马鱼胚胎的最低可观察效应浓度(LOEC)为10μg/L,已经接近它们在一些环境水域的检出浓度,因此其对水环境中处于早期生命阶段的生物的潜在危害急需重视.

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增塑剂(又称塑化剂)是一种能够增加材料可塑性、柔韧性和膨胀性的添加剂,在塑料生产中的使用十分频繁.邻苯二甲酸酯(PhthalateEsters,PAEs)是目前应用最为普遍的增塑剂,广泛用于食品包装、儿童玩具、建筑材料、医疗用品和化妆品等领域[1].邻苯二甲酸酯与塑料分子之间由氢键或范德华力连接,彼此保留各自相对独立的化学性质,因此随着时间的推移,PAEs很容 易从塑料中扩散到外环境[2],从而污染水和空气等.目前邻苯二甲酸酯类污染物已经引起国际环保部门的普遍重视,美国环保局(EPA)将邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP) 等六种邻苯二甲酸酯类化合物列入了重点控制的环境污染物名单中[3].中国将DMP、DEHP和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)列为优先控制的环境污染物[4].《地表水环境质量标准》也已经将DBP和DEHP作为检测项目[5].随着我国对邻苯二甲酸酯环境监测工作的重视,国内不断有环境地表水中PAEs的检出情况被报道.如重庆主城长江和嘉陵江中丰水期时DEHP和DBP的检出浓度分别达到5.2和4.6g/L[6].而在松花江、长江武汉段、黄河中下游等重要水域中均检测出较高浓度的邻苯二甲酸酯类污染物(表1),其中DEHP和DBP在一些渔业水域的检出浓度已经超过《地表水环境质量标准》中的限量(DEHP:8g/L;DBP:3g/L)[5].因此,环境水体中的PAEs可能对所在水域中的水生生物产生影响,开展邻苯二甲酸酯类污染物对水生生物生态毒理学研究十分必要.表1邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯在我国重要环境水域中的含量(g/L)Table1DetectedconcentrationsofDEHPandDBPinChineseimportantenvironmentalwaterareas(g/L)水域DEHP含量DBP含量松花江吉林段[7]0.33~24.82n.d.~68.63松花江哈尔滨段[8]2.26~11.551.69~11.81长江武汉段(丰)[9]0.011~0.0280.014~0.134长江武汉段(枯)[9]3.9~54.73n.d.~35.65黄河中下游[10]0.347~31.8n.d.~26九龙江[11]0.128~2.311.24~12.16注:n.d.为未检出.大量的离体试验和哺乳动物活体试验已经证实邻苯二甲酸酯类污染物属于环境激素,具有较强的内分泌干扰作用.因此在邻苯二甲酸酯类污染物的水生生物毒理学研究中,其对激素水平和生殖系统影响的研究一直占据着重要地位.Wang等[12]的研究表明,成年稀有鮈鲫在DEHP暴露21d后,雌鱼血液中雌二醇含量显著下降;而雄性血液中雌二醇含量显著上升.Golshan等[13]发现1g/L的DEHP长期暴露后,雄性金鱼的精子质量和精子活性均显著下降,同时伴随雄鱼体内睾丸酮含量下降和类固醇合成基因StAR表达量下调.除对水生生物成年个体的内分泌干扰作用外,近些年邻苯二甲酸酯类污染物对水生生物早期生命阶段的影响也逐渐受到关注.Jia等[14]的研究发现DEHP可干扰斑马鱼胚胎甲状腺,包括影响仔鱼体内甲状腺素含量及甲状腺相关基因表达水平.Wood等[15]检测了DEHP对黑头呆鱼的DNA甲基化作用,研究发现环境浓度下的DEHP暴露14d后,黑头呆鱼仔鱼体内DNA甲基转移酶基因表达量未见明显异常,也未发现DNA甲基化.斑马鱼胚胎具备量大易得、体外发育、透明、发育周期短等特点,可以全程、完整观察和研究其内部所有器官和结构的变化,目前被广泛用于污染物的毒性评价研究中[16].另外胚胎毒

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