建立斑马鱼胚胎胁迫通路基因分析平台研究典型有机磷溴代阻燃剂发育毒性的分子机制

As a class of emerging environmental pollutant, organophosphorus flame retardants (OPFRs) were routinely detected in environment, wild life and human. Using 5-7 model chemicals, this study will establish gene screening platform of 8 stress response pathway (oxidative stress pathway, heat shock response pathway, DNA damage response pathway, Hypoxia response pathway, endoplasmic reticulum stress pathway, metal stress pathway, inflammation response pathway and osmotic stress pathway) in zebrafish (Danio rerio) embryos. Furthermore, using this platform, we will study effects and mechanism of 5-8 OPFRs. By studying the alteration of gene expression of 8 stress response pathway and integrating cellular and histological technologies, we will explore the molecular mechanisms of developmental toxicity of OPFRs in zebrafish embryos. The establishment of this kind platform will provide technological support for chemical screening and classifying, and the study method of toxicological mechanism will provide new research idea when studying developmental toxicity of other organic pollutants.

有机磷溴代阻燃剂（OPFRs）是一类最近频繁在环境、野生动物以及人类体内检出的新型有机污染物。本课题首先以5-7种模式化学品为研究对象，建立斑马鱼胚胎的8大胁迫调控通路（氧化损伤通路、热激蛋白通路、DNA损伤通路、缺氧通路、内质网胁迫通路、金属胁迫通路、发炎反应通路和渗透压调节通路）基因筛选平台；围绕5-8种典型的OPFRs，研究其发育毒性效应及机制。我们将研究这8大胁迫调控通路中一些重要的基因表达的变化，并结合细胞和组织学研究手段，阐明OPFRs 引起斑马鱼胚胎发育毒性的分子机理。斑马鱼8大胁迫调控通路基因分析平台的构建将可能为化学物质筛选和分类提供技术支撑。同时，毒性机制的研究手段可为其它有机污染物的发育毒性的分子机理提供新的思路。

有机磷阻燃剂（organophosphorus flame retardants, OPFRs）是一类新型的环境污染物，在各种各样的环境介质以及野生生物和人的组织中具有广泛的检出。本课题以斑马鱼胚胎为研究模型，以模式化学品为研究对象，首先建立了基于荧光定量PCR技术的化学品毒性筛选平台；比较了多种OPFRs对斑马鱼胚胎的发育毒性，发现磷酸三（1,3-二氯异丙基）酯（tris（1,3-dichloro-2-propyl）phosphate, TDCPP）对斑马鱼胚胎的发育毒性最强；基于上述研究结果，我们以TDCPP为研究对象，系统的研究了TDCPP对斑马鱼胚胎的发育毒性。通过使用显微镜成像技术，我们发现TDCPP对斑马鱼胚胎的发育毒性效应首先发生在受精后4小时，表现为外包的抑制，进而导致了胚胎发育中期的胚胎死亡或者发育后期小的个体或畸形。转录组学分析结果表明，TDCPP对斑马鱼胚胎的发育毒性可能是通过抑制与胚胎外包等发育过程密切相关的基因表达导致的；为了进一步评价TDCPP对野生鱼类的可能风险，我们进行了部分探索性研究。发现环境相关剂量下的TDCPP长期暴露能够引起斑马鱼的发育毒性，其毒性机制可能与抑制生长轴上相关基因的表达有关。上述研究结果分别发表在环境毒理学国际核心杂志Aquatic Toxicology（3篇）和Environmental Sciences & Technology（2篇）上，研究成果为OPFRs特别是TDCPP的环境风险评价和风险管理提供了数据支撑。