微塑料对有机磷阻燃剂生物跨代效应的影响及其分子机制研究

The ecological and human health risks of organophosphorus flame retardants (OPFRs) have attracted great concerns, while microplastics have been shown to adsorb organic contaminants and significantly affect their bioavailability. However, the effects of microplastics on the cross-generational migration and relevant toxicity of OPFRs in vivo still remain unclear. In this project, zebrafish is targeted as a model animal, environmentally characterized degradable and non-degradable microplastics are seclected as two types of microplastics with different properties, then the contents of OPFRs and microplastics in parental zebrafish and their offspring are investigated to evaluate the role effects of microplastics on the biological enrichment, distribution and cross-generational migration of OPFRs in zebrafish. Further, the skeletal and heart development, oxidative and mitochondrial damage are observed to explore the effects of microplastics on the transgenerational developmental toxicity of OPFRs, and the molecular mechanisms are revealed by employing the proteomics and metabolomics techniques. The project aims to clarify the influence characteristics and relevant mechanism of microplastics on the transport and bioavailability of OPFRs in the environment, thereby providing basic data and scientific support for ecological risk assessment of plastic products and OPFRs.

有机磷阻燃剂（OPFRs）对生态环境和人体健康的影响日趋引起关注，同时微塑料被证明能够吸附有机污染物并显著影响其生物有效性。然而，微塑料对水体环境中OPFRs在生物体内跨代迁移及相关毒理效应的影响尚不清楚。本项目以斑马鱼为模式动物，通过分析亲代斑马鱼及其子代体内OPFRs和微塑料含量的变化，明确不同性质（可降解与不可降解）的环境特征微塑料对OPFRs在斑马鱼体内富集分布及跨代迁移的影响；进一步通过骨骼心脏发育、氧化损伤和线粒体损伤等指标观察，探究微塑料对OPFRs诱发斑马鱼跨代发育毒性的影响，借助蛋白质组学和代谢组学技术，揭示微塑料调控OPFRs生物跨代毒理效应的分子机制。本项目旨在明确微塑料对OPFRs环境迁移和生物有效性的影响特点和相关机制，为微塑料和OPFRs的生态风险评估提供基础数据和科技支撑。

有机磷阻燃剂（OPFRs）作为环境中普遍存在的一类新型有机污染物，对生态环境和人体健康的影响备受关注；同时环境中普遍存在的微塑料能显著影响共存有机污染物的生物效应，然而当前微塑料对OPFRs生物富集和毒性效应的影响研究极为匮乏。实际水体中，微塑料会进行多种老化过程，改变其疏水性、形貌、粒径、比表面积和表面化学等特性，进而改变其对有机污染物的吸附能力，因此，科学评估微塑料对OPFRs毒性效应的影响，需要充分考察微塑料的自然老化过程。基于此，本项目首先模拟自然水体，考察了光照，双氧水和天然有机质变动下，传统聚酰胺（PA）微塑料和可生物降解（PLA）微塑料在自然水体中的老化过程及机制，通过斑马鱼胚胎暴露实验分析了老化过程对微塑料生物富集及诱发发育毒性、炎症效应、细胞凋亡和脂质代谢紊乱等毒性效应的影响，借助转录组学、代谢组学和脂质组学等高通量测序技术阐释相关毒性机制；然后，开展原始和环境特征老化微塑料与典型氯代OPFRs—磷酸三（1,3-二氯-2-丙基）酯（TDCIPP）的成鱼慢性暴露实验，通过成鱼不同组织和子代幼鱼体内TDCIPP含量，肠道黏膜屏障受损，微塑料与TDCIPP体外吸附和肠道流体内解吸行为分析，阐明了老化前后微塑料对TDCIPP生物富集、分布和跨代迁移的影响及机理；最后通过子代幼鱼生长发育，肠下静脉丛血管发育，卵黄脂质利用和能量合成等分析阐释了不同性质微塑料对TDCIPP跨代发育毒性的影响特点和调控机制。课题的研究结果为深入理解微塑料在自然水体中的老化行为、生物风险及其对共存污染物生态风险的影响提供重要的理论和技术支撑。