底泥中新型卤系阻燃剂与重金属对斑马鱼的神经行为的复合效应

Decabromodiphenyl ethane (DBDPE）and dechlorane plus (DP), as important classes of halogenated flame retardants, have started to be widely detected in environmental and biotic samples. Due to their chemical properties, DBDPE and DP are likely to accumulate in sediments, and thus, sediment-based toxicity is of great significance in the aquatic ecological risk evaluation. However, there is no information in this respect. In our study, we will take a series of researches on the bioavailability and toxicities of DBDPE and DP contaminated sediments on zebrafish. After exposure of zebrafish embryos to the contaminated sediments, the levels of DBDPE and DP in zebrafish larval/adult organisms as well as the neurobehavior toxicities will be assessed. Meanwhile, the potential mechanisms will be explored based on results from the motor/sensor neurons, neuromuscular junctions, apoptotic cell death, related enzymes activities and gene expressions. Then, we will further study the combined effects of heavy metal (Pb) as well as the interaction of DBDPE and DP on the bioavailability and toxicities of the two novel halogenated flame retardants. This study will be beneficial for the ecological risk assessment of novel flame retardants as well as ensuring the human health and ecological safety.

十溴二苯乙烷、得克隆等新型卤系阻燃剂开始在环境中广泛检在，底泥作为这类强疏水性化合物在水体中的主要分布相，研究底泥毒性对于其水生生态风险的科学评估至关重要，然而目前尚未有相关方面的报道。本课题拟以斑马鱼为模式生物，开展一系列底泥环境中十溴二苯乙烷和得克隆的生物富集特征及毒性效应的研究。主要研究斑马鱼胚胎经底泥染毒之后，幼鱼及成鱼对污染物的蓄积特征，以及污染物对斑马鱼的胚胎毒性、幼鱼运动行为毒性和成鱼学习记忆行为毒性效应，并从神经元、神经肌肉接头、肌肉、细胞凋亡、相关酶活性及基因表达等方面分析其潜在影响机制；在此基础上，进一步探讨重金属的联合作用对于目标化合物在斑马鱼中的蓄积作用以及毒性效应的影响。此项目的开展有利于对新型阻燃剂的生态风险进行科学的评估，保障人体健康和生态安全。

十溴二苯乙烷（DBDPE）、得克隆（DP）等新型卤系阻燃剂开始在环境中广泛检在，底泥作为这类强疏水性化合物在水体中的主要分布相，研究底泥毒性对于其水生生态风险的科学评估至关重要，然而目前尚未有相关方面的报道。本课题以斑马鱼为模式生物，开展一系列底泥环境中DBDPE和DP的生物富集特征及毒性效应的研究。主要建立了模式生物斑马鱼的胚胎-幼鱼的底泥染毒体系及底泥和斑马鱼样品中的DP的分离净化以及定性、定量分析方法，并在此基础上研究了DP在斑马鱼幼鱼体内的生物蓄积作用。同时，研究了底泥中的DBDPE的短期暴露对斑马鱼胚胎-幼鱼的存活率、胚胎发育及行为等毒性，并在基础上通过酶活及神经系统相关基因表达的变化等探讨其行为变化的可能机制。结果表明，syn-DP及anti-DP两种化合物均能在斑马鱼胚胎/幼鱼中积累，残留浓度分别为11.93±1.61和36.84±4.28 ng/g湿重，且DP异构体在斑马鱼胚胎/幼鱼体内发生选择性积累或代谢。底泥中的DBDPE的短期暴露对斑马鱼胚胎-幼鱼的存活率没有影响，也未产生畸形情况。但是，最高浓度（1000 µg/kg）的DBDPE对72 hpf斑马鱼的孵化及120 hpf斑马鱼的运动行为产生了显著的效应。DBDPE对48、72和96 hpf斑马鱼的乙酰胆碱酯酶活性无明显影响，对斑马鱼的神经系统相关基因（包括α1-tubulin，nkx2.2a，gap43和shha）的转录水平也无影响，且并未诱发96 hpf斑马鱼的整体组织细胞凋亡。我们的研究表明，底泥中的DBDPE对斑马鱼胚胎-幼鱼的毒性较低，但是基于暴露浓度值较低、暴露时间较短，并结合DBDPE的潜在生物蓄积性等，DBDPE的潜在生态风险仍需引起我们的关注。同时，我们的成果表明，底泥暴露能更加真实地模拟疏水性污染物在环境中对生物的暴露，而行为是检测环境中污染物的存在的一个敏感指标。在本项目的资助下，项目组成员已发表论文5篇（其中SCI收录3篇）、参加国际学术会议1次。此项目的开展有利于对新型阻燃剂的生态风险进行科学的评估，保障人体健康和生态安全。