环境中典型雄激素和孕激素对食蚊鱼的内分泌干扰效应和作用机制研究

In recent years, environmental contamination of effluent from pulp and paper mills has received increasing attention. Pulp mill effluent (PME) is a complex mixture and it contains compounds with both androgenic activity and progestinc activity. We have reported that the masculinization in female mosquitofish from PME-contaminated Dengcun River. We also detected higher concentrations of androstadienedione (ADD) and progesterone (P4) by the LC-MS/MS method in water collected from Dengcun River than other reference sites. The objectives of this project will investigate the effects of the selected two chemicals individually or in mixture under environmental relistic concnetrations on endocrine and reproductive system, as well as gonadal development. From the study, we will (1) determine the compounds responsible for mosquitofish masculinization. (2) understand the mechanisms leading to those impacts. (3) assess and predict the potential ecotoxicological impact on organisms by these compounds and their mixtures. The study would likely contribute to the area of research on the risk assessment for androgen and progestin in the aquatic environment.

近年来，制浆造纸废水排放引起的污染问题受到了人们的广泛关注。其中含有雄激素和孕激素类物质。我们前期研究发现，受竹浆造纸废水污染的广东省四会市邓村河中存在雄性化的雌性食蚊鱼，并检测到该水体中存在多种雄激素和孕激素物质，其中反式雄烯二酮和孕酮的含量最高。目前，尚不清楚何种化学物质是引起雌性食蚊鱼雄性化的主控因子，其作用的机理也不明确。本项目将以反式雄烯二酮和孕酮为研究对象，以食蚊鱼为模型，对食蚊鱼开展单一及复合的长期低剂量暴露实验，研究环境剂量的雄激素和孕激素类污染物对食蚊鱼内分泌系统、繁殖和性腺发育的影响，从而查明上述两种化学物质是否是造纸废水致食蚊鱼雄性化的主控因子，揭示受干扰的与内分泌相关的基因以及信号途径的机制。在我国，由于制浆造纸废水排放造成的环境污染具有普遍性，通过本研究，以期能深入了解其引起的环境健康风险和生态毒理学效应。

污水处理厂中的环境雄激素和孕激素类物质随水体排放到水环境中，对生活在其中的鱼类产生内分泌干扰作用。孕激素类物质广泛用于口服避孕药物中，在排出废水中经常被检出,由其带来的环境污染问题日益受到广泛关注。本项目以雄激素反式雄烯二酮和孕激素为研究对象，以食蚊鱼和斑马鱼为模型，对食蚊鱼及斑马鱼开展单一及复合的长期低剂量暴露实验，研究环境剂量的雄激素和孕激素类污染物对食蚊鱼和斑马鱼内分泌系统、繁殖和性腺发育的影响。研究结果显示，环境浓度的反式雄烯二酮（AED）和孕激素类物质如孕酮（P4），甲炔诺酮（NGT)，炔诺酮（NET)能均使雌性食蚊鱼的第三臀鳍延长，分节数增加，使其雄性化；并增加闭锁细胞的数目，抑制雌鱼卵母细胞的发育；长期低浓度AED暴露对食蚊鱼的生长和发育造成有害影响，使食蚊鱼雄性化；P4 暴露也可以导致雌性食蚊鱼雄性化，影响卵母细胞的发育，并对其肝脏和鳃造成损伤；环境浓度NET暴露可能通过HPG和HPA轴途径从而影响斑马鱼的性别比例。此外，结果显示NET 暴露对食蚊鱼雄激素受体和雌激素受体基因及Cyp19a基因表达没有影响，但是抑制了Vtg A, Vtg B, Vtg C等基因的表达；环境浓度的甲炔诺酮（NGT)改变雌性食蚊鱼的繁殖行为，使其出现雄性化的行为特征，并增加了卵巢中出现精子的比例。以上结果证实了上述两类化学物质是造纸废水致食蚊鱼雄性化的主控因子，并揭示了受干扰的与内分泌相关的基因以及信号途径的机制。通过本研究，以期能深入了解其引起的环境健康风险和生态毒理学效应。