溴氰菊酯对斑马鱼早期发育阶段的神经毒性研究

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作   者：

姚磊;  苏明;  郭娟娟;  边万平; 

作者机构：

重庆交通大学;  中国科学院大学重庆学院;  中国科学院重庆绿色智能技术研究院; 

关键词：

斑马鱼;  行为学;  神经毒性;  溴氰菊酯; 

期刊名称：

生态毒理学报

i s s n：

1673-5897

年卷期：

2024 年 03 期

页   码：

22-35

摘   要：

溴氰菊酯(deltamethrin, DM)作为Ⅱ型拟除虫菊酯杀虫剂已被广泛使用，高度的亲脂性可以使其轻易通过血脑屏障作用于神经系统，但其对斑马鱼早期神经发育的影响及毒性机制仍不清楚。本研究以斑马鱼(Danio rerio)胚胎为研究对象，分别暴露于0、10、20、50 μg·L~(-1)的DM中，对暴露后胚胎的发育状况、运动能力等分析后，进一步利用转基因斑马鱼从神经细胞发育方面评估DM对斑马鱼早期发育阶段的神经毒性。结果显示，从3 hpf开始暴露，在24 hpf,50 μg·L~(-1)暴露组自发卷尾运动频率相较于对照组降低了约41.2%(P<0.001);在36 hpf,各暴露组胚胎孵化率均升高，20、50 μg·L~(-1)暴露组心率显著升高(P<0.01,P<0.0001),体长显著短于对照组(P<0.01),这些结果显示出DM对胚胎发育的影响于其浓度之间具有明显剂量依赖效应。通过对斑马鱼幼鱼的自发运动、光暗行为和旷场行为的分析，发现暴露后斑马鱼幼鱼在3种情景中运动行为均变得迟缓，表明DM暴露影响斑马鱼运动能力，且对外界环境刺激的响应能力以及主动探索新环境的能力均减弱。进一步通过对神经系统特异性标记的转基因斑马鱼品系的研究发现，DM暴露导致斑马鱼神经干/祖细胞数目显著减少(P<0.01,P<0.001),神经元细胞活性加强，且凋亡细胞数目显著增多(P<0.0001)。结果表明，溴氰菊酯在斑马鱼发育早期的毒性与其影响神经细胞的活性相关。DM通过破坏神经干/祖细胞的数量、过度激活神经元和促进神经细胞凋亡等方面对斑马鱼中枢神经系统产生毒性，进而影响斑马鱼胚胎的运动行为。