低剂量三丁基锡与镉联合暴露对鲤鱼内分泌轴线交互影响效应及作用机制研究

Recently, Endocrine disruptors (EDs) have been one of the widespread current subjects for concern in environmental safety throughout the world, especially their joint effects of combined exposure. Tributyltin (TBT) and cadmium (Cd) are typical EDs, and they are extensive disposition and co-existence in the aquatic environment of our country. So it should be more theoretical and actual significance for us to make further study about the combined effect of these EDs on aquatic system. In the present study, the common carp, Cyprinus carpio, will be used as the test model to investigate the combined effects of low-dose of TBT and Cd on endocrine system in fish, by traditional toxicological methods and metabolomics, so as to explore the interactive-disruption effects and mechanisms of combined exposure on endocrine axes in fish and select the possible biomarkers of joint toxicity. These results will not only be very useful to fully understand the molecular mechanisms of the combined effects of TBT and Cd in fish model, but also can provide important scientific information and technique support for early warning and supply the scientific information for the related environmental risk assessments and the formulation/revision of relevant environmental laws and regulations.

目前，内分泌干扰物是全世界环境安全领域广泛关注的问题之一，特别是现实环境存在的多种内分泌干扰物的联合效应更加令人担忧。三丁基锡和重金属镉是典型的内分泌干扰物，且广泛分布并共存于我国水环境中。因此，深入研究此类复合污染物对水生态环境的联合效应具有重要的理论和现实意义。本研究拟选用水生态毒理学中常用的模式动物同时也是我国主要的经济鱼类－鲤鱼作为实验对象，利用传统毒理学研究方法结合代谢组学技术，开展对低剂量三丁基锡和镉联合作用对于鱼类内分泌系统干扰效应研究，以探讨联合暴露对鱼类内分泌轴线交互干扰作用及其机制，并寻找复合效应的候选生物标志物。这对深入了解三丁基锡与重金属镉联合毒性的分子机制具有重要的意义，此外通过筛选出可能的敏感生物标志物将为实现水环境中该类复合物污染的早期预警提供技术支持，还可为评价此类复合污染物的环境健康风险以及制定和修改有关的环境法律和法规等提供科学依据。

镉（Cd）和三丁基锡（TBT）是环境中常见的内分泌污染物，能够影响水生生物的生长发育及内分泌代谢，对生物体产生毒性作用。有关Cd和TBT单一暴露对鱼类毒性影响的研究较多，但关于Cd和TBT联合暴露对鱼类毒性效应的研究很少。事实上，联合毒性研究更有助于客观地评价污染物在环境中的真实毒性。本研究以淡水经济鱼类鲤鱼（Cyprinus carpio）为研究对象，以氯化镉（CdCl2）和三丁基氯化锡（TBTCl）作为目标毒物，设定对照组、镉单独暴露组、三丁基锡单独暴露组及镉和三丁基锡的联合暴露组，进行不同时间（1 d、2 d、4 d、8 d、16 d、32 d、48 d）的毒性暴露实验，通过检测一系列的生理生化指标（形态学指标、抗氧化指标、血液指标等）及甲状腺轴（HPT）相关基因表达，研究低剂量三丁基锡和镉单独暴露及联合暴露对鲤鱼甲状腺轴和抗氧化系统的毒性影响。本研究的实验结果如下：.1. 形态学指标测量结果显示：在暴露48d时，TBT使鱼的肥满度（CF）显著下降且肝体指数（HSI）显著升高；而Cd对CF和HSI无影响；联合暴露组的HSI也出现显著升高。2. 生理生化指标结果显示：在暴露初期，Cd和TBT的单独暴露及联合暴露均对鲤鱼肝脏中抗氧化指标（SOD、CAT、MDA、GR和GSH）及血液指标（葡萄糖和总蛋白）产生了不同程度的诱导和抑制效应，但随着暴露时间的延长，相对于Cd和TBT 的单独暴露，Cd和TBT联合暴露对鲤鱼大部分抗氧化指标的诱导和抑制效应减弱，但对MDA及血液中葡萄糖和总蛋白含量影响增强。3. 甲状腺组织切片镜检结果显示：所有暴露组鲤鱼在暴露48d后均出现甲状腺滤泡上皮细胞高度增加，滤泡上皮细胞增生，滤泡变形等现象。4. 血浆中激素含量测量结果显示：Cd和TBT的单独暴露及联合暴露均对血浆中T3、T4含量造成影响，其中联合暴露组的影响更为明显，在暴露2 d时就会导致血浆中T3、T4的含量显著降低。5. 甲状腺轴相关基因结果显示：HPT轴基因表达水平在Cd和TBT的单独暴露及联合暴露下均受到一定程度的影响，基因的表达水平在不同的暴露组以及不同的暴露时间不尽相同。