钆对斑马鱼胚胎发育的影响

作者:崔俊安;张智勇;赵春禄 刊名:中国稀土学报 上传者:薛长安

【摘要】斑马鱼胚胎毒性技术是国际标准化组织(ISO)认可的标准毒性测定方法之一,具有成本低、易操作、灵敏度高、可记录多项毒性指标等特点。本工作通过观察斑马鱼受精卵染毒后胚胎发育过程,评价了水环境中稀土元素钆的毒理学效应。实验暴露浓度为0,0.001,0.005,0.01,0.1,0.3,0.5和1.0 mmol.L-1,观察指标包括72 h孵化率、96 h幼鱼死亡率、体长及半数致死浓度(LC50)等。实验结果表明钆离子浓度低于0.005 mmol.L-1时各项观察指标均无显著影响,而随着暴露浓度的升高,钆的毒性效应逐渐增强,对斑马鱼胚胎发育产生明显抑制作用。

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稀土元素钆广泛用于反应堆中中子吸收材料、化学反应的催化剂、激光材料、磁制冷材料、荧光粉等[1,2]。钆在周期表中是含有不成对电子最多的元素,含钆的顺磁材料能够增强核磁共振的影像对比,因此被用作核磁共振造影剂[3],如钆与二乙三胺五乙酸(DTPA)的络合物已成功用于临床。此外,某些含钆化合物具有良好的抗肿瘤特性,莫特沙芬钆(Xcytrin)、钆金属内包富勒烯羟基化衍生物[Gd@C82(OH)22]n等[4,5]。随着稀土元素钆的广泛应用,其对生物、环境的潜在影响也引起了人们的广泛关注。目前有关钆毒理学研究主要是细胞实验的结果,如发现高浓度的钆离子能够抑制小鼠免疫细胞的增长[6],诱导大鼠巨噬细胞凋亡[7],以及影响大鼠腹腔巨噬细胞基因表达[8],但对动物整体研究较少。斑马鱼是一种理想的模式生物,其生长发育过程、组织系统结构与人有很高的相似性。斑马鱼胚胎透明、体外发育、个体小、繁殖率高、产卵时间长、鱼种发育遗传背景清晰,目前已成为研究脊椎动物(包括灵长类)胚胎发育及外界环境变化,尤其是紫外线、重金属、农药、工业污水、放射性物质等对人类影响的良好研究材料。本文以斑马鱼为模式生物,观察了钆对斑马鱼胚胎孵化率、致死率、幼鱼体长、半数致死浓度(LC50)的影响,评价了钆的毒性效应。1材料与方法1.1实验生物试验用鱼是在本实验室饲养一年以上的成熟斑马鱼。循环养殖水根据Brand方法[9]配置:每1000L去离子水中含75g碳酸氢钠,18g海盐和8.4g硫酸钙,水温271,pH值7.01.0,总硬度62mgL-1(以CaCO3计),电导率为485s,光/暗周期为14h10h。斑马鱼早晚2次喂食人工孵化的卤虫幼体(卤虫卵购于中国广东揭阳市越群海洋生物研究开发公司)。1.2试剂与仪器六水合氯化钆(GdCl36H2O)购于江苏阜宁稀土实业有限公司,纯度99.995%。试验所用试剂均为国产分析纯(AR)试剂。仪器:PXSVI-D型体式显微镜(上海测维光电技术有限公司),KQ-50B型超声波清洗器(南京昕航科学仪器有限公司),MGC-250智能型光照培养箱(上海一恒科技有限公司),SZX12型立体显微镜(上海长方光学仪器厂),TU-1901双光束紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。试验用水均为充氧饱和标准斑马鱼胚胎培养液(E3培养液)[9]:5mmolL-1NaCl,0.17mmolL-1KCl,0.33mmolL-1CaCl2和0.33mmolL-1Mg-SO4,pH=7.01.0。钆离子贮备液(10mmolL-1,UV-VISSpectrophotometer标定[10])用Milli-Q水配制,然后用E3培养液稀释成不同浓度(0,0.001,0.005,0.01,0.1,0.3,0.5和1.0mmolL-1)的暴露液。1.3胚胎暴露试验方法实验前一天,22:00将鱼卵收集器放入鱼缸内,雌雄鱼按21的比例,用隔板分开放置。实验当天8:00给光,将隔板抽出,使雌雄鱼混合完成交配和产卵,2h后将鱼卵用虹吸管小心取出,根据Schulte法[11]收集受精卵,用E3标准培养液清洗鱼卵;在倒置显微镜下,挑选出健康的受精卵进行毒性试验。胚胎暴露染毒试验在Best方法[12]基础上稍加改进。实验中每个试验浓度设6个平行样,胚胎暴露时间段设为受精后0h(0h,为实际受精后2.53h),暴露浓度为0,0.001,0.005,0.01,0.1,0.3,0.5和1.0mmolL-1。暴露方法:每个24孔板为一个暴露浓度,20孔为暴露组,4孔为对照组。每孔加入2ml暴露液,放

参考文献

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