双酚F对斑马鱼胚胎的毒性效应及受体机制研究

With the restricted application of bisphenol A, the industrial use of bisphenol F (BPF) is increasing. According to the results of recent environmental monitoring, BPF has caused water pollution, especially in some Chinese water areas. Due to the estrogenic effect, BPF is likely to affect aquatic environmental organisms. However, few study concerned on the negative effects of BPF on aquatic organisms and there is no sufficient theoretical basis for the prevention and control of BPF in water. Therefore, it’s necessary to conduct the aquatic toxicology research of BPF to reflect its risk to aquatic organisms. This study is intended to investigate the toxic effects of BPF on aquatic organisms using zebrafish embryo as model organism. In this proposal, the zebrafish embryonic development test is carried out in order to determine the toxic dosage range of BPF. The effects of BPF under environmental related concentration on sex hormone synthesis and immune system of zebrafish embryo are also tested. In addition, the inhibition tests of estrogen receptor (ER) and aryl hydrocarbon receptor (AHR) are conducted in order to investigate the receptor mechanism of BPF-induced toxic effects. This work will help to reveal the negative effects of BPF on aquatic ecosystem and gain better understanding of the action mechanism of BPF in fish, which would provide scientific basics for the BPF control and fish protection in water environment.

随着双酚A的使用受限，双酚F在工业中使用量上升。水体监测结果表明，双酚F对水环境，特别是对我国一些水体已经造成一定污染。由于具备类雌激素效应，水环境中的双酚F很可能对水生生物造成影响。而目前双酚F对水生生物毒性的研究很少，水体中双酚F的防控工作缺乏依据。因此亟需开展双酚F对水生生物的毒理学研究，以明确双酚F对水生生态环境的危害。本项研究拟选择斑马鱼胚胎为模式生物，评价双酚F对水生生物的毒性效应。首先通过斑马鱼胚胎发育试验确定双酚F的致毒剂量，并从性激素合成和免疫系统两方面考察环境相关浓度下双酚F对斑马鱼胚胎的影响。在此基础上，开展雌激素受体（ER）和芳香烃受体（AHR）抑制试验，探究双酚F诱导的毒性效应的受体机制。项目的开展有助于揭示双酚F对水生生态环境的负面影响，理解双酚F在鱼类体内的作用原理，为环境中双酚F的监控和鱼类保护等工作提供科学依据。

双酚F作为双酚A的主要替代产品，近些年在我国水环境中的检出含量逐年升高。由于具备类雌激素效应，水环境中的双酚F很可能对水生生物造成影响。而目前双酚F对水生生物毒性的研究很少，水体中双酚F的防控工作缺乏依据。因此亟需开展双酚F对水生生物的毒理学研究，以明确双酚F对水生生态环境的危害。.本项研究以斑马鱼胚胎为模式生物，从5个方面开展了双酚F对水生生物的毒性效应及机制研究。.（1）双酚F对斑马鱼胚胎发育影响。胚胎发育试验发现双酚F能够引起斑马鱼胚胎出现一系列异常症状，包括黑色素沉积异常、心率下降、孵化率下降和脊柱弯曲等。其中黑色素附着率下降和孵化抑制是最为明显的症状。.（2）双酚F影响胚胎发育的分子机制。转录组测序结果表明，双酚F暴露后，神经系统发育、神经细胞凋亡、细胞分化、细胞发育、激素类刺激反应、免疫应激反应等多个通路受到明显影响。双酚F对这些通路的影响，在一定程度上解释了其对斑马鱼胚胎的发育毒性症状。.（3）双酚F对斑马鱼胚胎免疫系统和性激素合成的影响。5.0 mg/L的双酚F可显著诱导雌激素受体编码基因及性激素合成相关基因表达；此外双酚F可显著诱导肿瘤坏死因子（tnfα）和白细胞介素1β（il-1β）表达上调，其中il-1β最为敏感，0.05 mg/L的双酚F即可显著诱导其表达。.（4）双酚F对斑马鱼胚胎的神经毒性和行为影响。研究发现0.0005 mg/L的双酚F可通过激活星形胶质细胞和小胶质细胞介导的神经炎症，诱导CNS细胞凋亡，抑制神经发育，并进一步影响行为指标。.（5）双酚F抑制斑马鱼胚胎黑色素附着的受体机制。双酚F可显著抑制斑马鱼黑色素合成酶蛋白及基因表达水平，表明其抑制斑马鱼胚胎黑色素附着可能与对黑色素合成蛋白的抑制作用有关。进一步的受体抑制试验发现，双酚F抑制斑马鱼黑色素合成的机制可能与其对雌激素受体的激活有关，而并非受芳香烃受体调控。