微囊藻毒素持续性作用对斑马鱼性腺发育的毒性影响及其机制

微囊藻毒素（MC）是目前已经发现的污染范围最广、最复杂的一类藻毒素。近年研究发现，性腺是MC除肝脏外的第二个靶器官。然而，有关MC对生殖发育毒性影响的研究大多集中于短期急性毒性试验，研究对象主要为早期发育的胚胎，研究内容多限于形态学特征（畸形）的观察，对其毒性的分子机制几乎没有报道。针对这一问题，本项目通过低剂量长期暴露实验模拟野外染毒模式，以MC-LR为染毒物，采用基因表达谱芯片高通量的筛选出斑马鱼性腺表达差异的基因，进一步运用荧光定量PCR验证和Western杂交验证和检测候选差异表达基因在mRNA和蛋白水平的表达，结合在不同MC-LR累积下性腺的病理学特征和性激素水平，确定可能参与MC-LR致性腺发育毒性的候选靶基因，总结分析MC-LR对斑马鱼性腺发育毒性的分子机制，由此外推到对人类生殖健康的潜在影响，为MC污染的风险管理及生态与健康安全保障提供科学依据。

性腺是微囊藻毒素（MCs)除肝脏外的第二个靶器官。本研究通过开展成体急性暴露试验和仔鱼-性成熟整个过程的暴露试验，分别从性腺的病理特征，性激素水平及性激素合成分泌的关键基因表达的变化，探讨了急慢性染毒下微囊藻毒素对斑马鱼性腺发育的毒性影响和可能的内分泌干扰分子机制。结果发现：（1）微囊藻毒素（MC-LR）对成年雌性斑马鱼48 h半致死剂量为337 ug/kg。（2）急性MC-LR染毒导致雌性斑马鱼卵巢病理损伤呈时间-剂量依赖性增长，卵巢性激素睾酮的含量和对照组比较显著升高，并证实MC-LR毒性诱导氧化胁迫和氧化损伤，抗氧化酶在清除活性氧（ROS）和抵抗MC-LR的毒性伤害中发挥了关键作用，还原性谷胱甘肽（GSH）的显著下降表明其可能在MC-LR解毒方面起重要作用。尽管实验中斑马鱼卵巢中的抗氧化和解毒酶系统最终使组织恢复正常，MCs潜在的生殖危害仍不容忽视。（3）应用从仔鱼-性成熟整个过程的模拟暴露试验，揭示了长期低剂量MC-LR染毒阻碍斑马鱼生长，导致雌性和雄性斑马鱼性腺组织病理损伤，性激素雌二醇和睾酮的水平发生紊乱，性腺成熟迟缓。鱼体通过启动下丘脑-垂体-卵巢轴的反馈调节上调下丘脑和垂体相关基因，试图补偿MC-LR的生殖毒性引起的性激素分泌不足。在雌性斑马鱼中，虽然补偿效应引起脑部相关基因上调，维持了卵巢内E2的正常水平，抵抗MC-LR引起的内分泌干扰作用，但MC-LR对肝脏的损伤降低了VTG的合成，间接导致了卵巢发育迟缓。在雄鱼体内，补偿效应了维持T的平衡，而脑 CYP19a1b mRNA表达上调，促进体内E2转化的增多，导致高剂量组中E2的含量升高，且肝脏VTG1基因mRNA表达增加，表现为雌激素效应风险。上述结果证实长期低剂量持续的微囊藻毒素暴露具有生殖内分泌干扰作用，影响性腺的正常发育，甚至具有雌激素效应风险。