斑马鱼多巴胺系统作为多溴联苯醚作用靶点的毒性效应及分子机制研究

Various environmental pollutants could disrupt the central nervous system (CNS) in both animals and human beings, and the potential mechanisms can be very complicated, in which the neurotransmitters may play an important role. Recently, dopamine, one of the key neurotransmitter in the CNS, has been identified as target of environmental pollutants, such as bisphenol A and polychlorinated biphenyl (PCBs). Considering the similarities in physicochemical properties, polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), one of the main neurotoxins widely found in e-waste recycling regions, might also have an effects on the dopamine system. For this purpose, we intend to use zebrafish as model animals, to investigate the effects on the development and biological functions of the dopamine system by PBDEs at environmentally relevant concentrations, and to verify the presumption that damages in dopamine system might contribute, at least partially, to the neurotoxicity by PBDEs exposure.

环境中许多污染会对生物体中枢神经系统产生影响，其作用机制十分复杂，而神经递质极有可能在其中起着关键作用。多巴胺(dopamine, DA)是中枢神经系统关键神经递质之一。近期研究显示，多巴胺系统很可能是环境污染物(如双酚A、多氯联苯)作用的重要靶点之一。典型的环境污染物多溴联苯醚(PBDEs)是电子垃圾产生的最主要有机污染之一，在全球特别是我国的环境中长期存在，并且已被多次证实具有神经毒性。考虑到与多氯联苯的结构相似性，PBDEs也很可能对多巴胺系统产生影响。本课题拟采用斑马鱼为模式动物，通过环境浓度水平下的急性/长期暴露，研究PBDEs对斑马鱼多巴胺系统的发育和正常功能的影响，并寻找PBDEs作用的主要位点，同时证实多巴胺系统损伤是PBDEs暴露对斑马鱼产生神经毒性的重要途径之一，并探索可能的分子机制。

多溴联苯醚(PBDEs)是电子垃圾产生的最主要有机污染物之一，已被多次证实具有神经毒性。本课题以斑马鱼为模式动物，系统研究了PBDEs对斑马鱼神经递质系统的毒性效应和作用机制。短期暴露研究表明，胚胎阶段暴露于DE-71会影响斑马鱼神经递质系统的早期发育，导致多巴胺和5-羟色胺神经递质神经元数量减少，神经递质的合成、传递和受体等相关功能整体下降，最终导致幼鱼运动行为发生变化。而分子模拟结果表明PBDEs对FGF8蛋白的影响可能是主要原因，即分子起始事件(MIE)。通过长期低剂量暴露研究发现，高溴代的BDE-209和Pb单独以及复合暴露F0代斑马鱼均可以减少未暴露子代体内MBP和SYN2a的蛋白含量，降低斑马鱼的运动速率，并且两者复合增强单一物质引起的神经毒性效应，表明PBDEs对斑马鱼神经毒性的影响可能具有传代效应，而环境中大量污染物共同存在可能放大污染物的生态毒理学效应。总之，该课题的研究结果对于了解PBDEs的神经毒性效应和作用机制，评估其潜在的环境风险提供了新的证据。