标题

Size: px

Start display at page:

Download "标题"

随邢
5 years ago
Views:

1 第３６卷第８期环境科学学报ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ２０１６年８月Ｖｏｌ３６Ｎｏ８Ａｕｇ２０１６ＤＯＩ１０１３６７１ｊｈｊｋｘｘｂ２０１５０７６４罗妮娜２０１６新型消毒副产物碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏氧化损伤的机理研究Ｊ环境科学学报３６８３０８８３０９４ＬｕｏＮＮ２０１６ＯｘｉｄａｔｉｖｅｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＺｅｂｒａｆｉｓｈＤａｎｉｏｒｅｒｉｏｌｉｖｅｒｔｉｓｓｕｅａｆｔｅｒａｃｕｔｅｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｉｎｖｉｖｏＪＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ３６８３０８８３０９４新型消毒副产物碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏氧化损伤的机理研究罗妮娜浙江育英职业技术学院杭州３１００１８收稿日期２０１５１００１修回日期２０１５１１２３录用日期２０１５１１２３摘要具有较好水溶性的碘代乙酸是新型饮用水消毒副产物其对水生生物的毒效应及机理备受关注肝脏是鱼类发挥解毒作用的的主要组织极易受化学污染物影响本研究以模式水生动物斑马鱼Ｄａｎｉｏｒｅｒｉｏ为研究对象采用半静态换水法研究了碘代乙酸急性暴露诱导鱼体解毒功能组织氧化损伤的毒效应机理暴露９６ｈ后相对于对照组不同剂量碘代乙酸１ μｇＬ１０ μｇＬ和１００ μｇＬ暴露导致斑马鱼肝脏组织活性氧和丙二醛含量明显增加超氧化物歧化酶和谷胱甘肽Ｓ转移酶活性增强而过氧化氢酶活性降低肝脏解毒过程标志性基因ＣＹＰ１ＡＣＹＰ３Ａ和ＧＳＴ在ｍｒｎａ水平表达量不断增加这些指标的变化都呈现明显的剂量效应特征上述研究表明饮用水消毒过程形成的碘代乙酸对水生生物具有明显的氧化应激效应鱼体肝脏组织解毒功能基因相对于其它指标更敏感可作为生物标志物此外应当加强饮用水消毒工艺研究减少碘代乙酸等消毒副产物的形成以降低其对水生生态系统的潜在危害关键词碘代乙酸消毒副产物斑马鱼氧化损伤文章编号０２５３２４６８２０１６０８３０８８０７中图分类号Ｘ１７４文献标识码ＡＯｘｉｄａｔｉｖｅｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＺｅｂｒａｆｉｓｈＤａｎｉｏｒｅｒｉｏｌｉｖｅｒｔｉｓｓｕｅａｆｔｅｒａｃｕｔｅｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｉｎｖｉｖｏＬＵＯＮｉｎａＺｈｅｊｉａｎｇＹｕｙｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＨａｎｇｚｈｏｕ３１００１８Ｒｅｃｅｉｖｅｄ１Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１５ｒｅｃｅｉｖｅｄｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ２３Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０１５ａｃｃｅｐｔｅｄ２３Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０１５ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｇｒｅａｔｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｉｓａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎｂｙｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒＩｔｓｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｎａｑｕａｔｉｃｏｒｇａｎｉｓｍｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄＬｉｖｅｒｔｉｓｓｕｅｉｓｔｈｅｋｅｙｔｉｓｓｕｅｆｏｒｆｉｓｈｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｏｘｅｎｏｂｉｏｔｉｃｓＩｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙｏｘｉｄａｔｉｖｅｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｄｕｃｅｄｂｙｏｎｔｈｅｌｉｖｅｒｔｉｓｓｕｅｏｆＺｅｂｒａｆｉｓｈＤａｎｉｏｒｅｒｉｏｉｎｖｉｖｏｗａｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄＡｆｔｅｒｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ１ μｇＬ１０ μｇＬａｎｄ１００ μｇＬｏｆｆｏｒ９６ｈｂｏｔｈＲＯＳａｎｄＭＤＡｃｏｎｔｅｎｔｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｐ００１ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐＴｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆＳＯＤａｎｄＧＳＴｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｈｉｌｅｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆＣＡＴｄｅｃｒｅａｓｅｄＴｈｅｍｒｎａｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｏｆｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｇｅｎｅｓｉｎｔｈｅｌｉｖｅｔｉｓｓｕｅｓｓｕｃｈａｓＣＹＰ１ＡＣＹＰ３ＡａｎｄＧＳＴｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄＡｌｌｔｈｅｓｅｃｈａｎｇｅｓｗｅｒｅｉｎｄｏｓｅｄｅｐｅｎｄｅｎｔｍａｎｎｅｒｓＴｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｃｌｅａｒｌｙｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｃａｎｉｎｄｕｃｅｏｘｉｄａｔｉｖｅｓｔｒｅｓｓｉｎａｑｕａｔｉｃｏｒｇａｎｉｓｍｓＴｈｅｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｇｅｎｅｓｉｎｔｈｅｌｉｖｅｔｉｓｓｕｅｓａｒｅｍｏｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｈａｎｏｔｈｅｒｂｉｏｉｎｄｉｃａｔｏｒｓａｎｄｔｈｅｙｍａｙｂｅａｃｔｅｄａｓｕｓｅｆｕｌｂｉｏｍａｒｋｅｒｓｆｏｒｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｏｘｉｃｉｔｉｅｓＦｏｒｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｈａｚａｒｄｏｕｓｉｍｐａｃｔｓｎｅｗｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｌｅｓｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｐｌａｎｔａｒｅｕｒｇｅｎｔｌｙｎｅｅｄｅｄＫｅｙｗｏｒｄｓｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎｂｙｐｒｏｄｕｃｔｓｚｅｂｒａｆｉｓｈｏｘｉｄａｔｉｖｅｄａｍａｇｅ１引言Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ饮用水消毒过程产生消毒副产物是一类非常突出的水环境污染问题Ｂｕｌｌ１９８２李金燕等２００５自三卤甲烷被发现以来到目前为止已经有超过８０种的消毒副产物被鉴定出主要有卤代甲烷类卤代乙酸类卤代乙晴类等Ｒｏｃｃａｒｏｅｔａｌ２００６此外还有大量新型消毒副产物包括卤代基金项目浙江省教育厅项目ＮｏＹ２０１１２２５２３ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＰｒｏｊｅｃｔｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＮｏＹ２０１１２２５２３作者简介罗妮娜１９７８女Ｅｍａｉｌｙｕｙｉｎｇｌｕｏｎｉｎａｔｏｍｃｏｍ通讯作者责任作者ＢｉｏｇｒａｐｈｙＬＵＯＮｉｎａ１９７８ｆｅｍａｌｅＥｍａｉｌｙｕｙｉｎｇｌｕｏｎｉｎａｔｏｍｃｏｍＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ

2 8 期罗妮娜 : 新型消毒副产物碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏氧化损伤的机理研究 3089 胺卤代酰胺卤代硝基甲烷亚硝胺碘代酸和碘代呋喃酮等 (Krasner et al., 2006). 消毒副产物根据取代卤素的不同, 主要有氯代消毒副产物溴代消毒副产物和碘代消毒副产物这三大类, 不同卤素取代消毒副产物的产生过程与消毒用氧化剂的种类有关 (Fabbricino and Kroshin, 2009). 碘代消毒副产物的产生过程研究表明, 氧化性更强的氯胺消毒工艺比传统的氯消毒技术更容易导致碘代消毒副产物的形成 (Bichsel and Gunten, 2000). 因此, 随着氯胺消毒等新型饮用水消毒技术的推广 ( 赵玉丽和李杏放,2011), 其导致的碘代消毒副产物容易产生问题, 更值得引起重视. 已有的研究表明, 消毒副产物对水生生物可以产生明显的毒效应.Fisher et al.(2014) 研究发现消毒副产物能导致大型蚤 ( Daphnia magna) 和鳉鱼 (Cyprinodon variegatus) 等多种水生生物急性或者慢性中毒 ; 氯乙酰胺能够诱导斑马鱼代谢障碍并且引起抗氧化系统紊乱 (Yu et al., 2015); 氯代乙酸和溴代乙酸类物质在低剂量暴露条件下, 就可以诱导鲫鱼淋巴细胞产生凋亡 (Colman et al., 2011). 研究表明, 不同卤素取代的卤乙酸类消毒副产物毒性差异较大. 碘代乙酸的遗传毒性是溴代乙酸的 2 倍 ( Woo et al., 2002), 它是目前已知消毒副产物中遗传毒性最强的种类 ( Richardson et al., 2008). 此外, 碘代乙酸还被证实比氯代乙酸具有更强的细胞毒性 (Plewa et al., 2004). 碘代乙酸亲水性强, 比氯代和溴代乙酸具有更高的溶解度 ( 赵玉丽和李杏放,2011), 饮用水消毒过程产生的碘代乙酸能够通过各种途径进入到天然水体中. 根据文献报道, 饮用水厂出水中碘代消毒副产物的含量一般为 μg L -1 量级 ( Hua et al., 2006). 因此, 碘代消毒副产物极有可能对水生生物产生毒效应, 相关研究有待开展. 因此, 本研究以模式生物斑马鱼为研究对象, 采用体内暴露实验, 研究实际环境浓度碘代乙酸急性暴露对斑马鱼肝脏的氧化损伤效应, 从抗氧化物标志物抗氧化酶和解毒基因表达变化 3 个角度揭示其致毒机理. 2 材料与方法 (Materials and methods) 2.1 试剂和材料碘代乙酸 (CAS No , 分子式为 C 2 H 3 IO 2, 分子量为 ) 购自百灵威公司 ( 货号 ). 活性氧 (ROS) 检测用 2,7 二氢二氯荧光素二乙酸酯 ( DCFH DA ) 购自美国 Sigma 公司. 丙二醛 (MDA) 蛋白含量超氧化物歧化酶 (SOD) 过氧化氢酶 (CAT) 谷胱甘肽硫转移酶 (GST) 活性检测试剂盒均购自南京建成生物工程研究所. 总 RNA 提取试剂盒购自杭州浩基生物科技有限公司. 成年斑马鱼 (Danio rerio), 每条体重约 0.4 g, 购自浙江杭州市花鸟市场斑马鱼繁殖专柜, 雌雄各半. 采用曝气除氯后自来水驯养 3 周后进行实验, 水温体内暴露实验实验用斑马鱼共分为 4 组,I: 对照组 ;II: 碘代乙酸浓度为 1 μg L -1 的暴露组 ;III: 碘代乙酸浓度为 10 μg L -1 的暴露组 ; IV: 碘代乙酸浓度为 100 μg L -1 的暴露组. 暴露实验在 5 L 的鱼缸中开展, 采用半静止实验法, 每组共 30 条斑马鱼, 雌雄各半. 光照周期为 12 h: 12 h( 光暗比 ), 暴露 96 h 后, 将斑马鱼取出冰晕, 取出肝脏, 称重后过液氮, 保存在 -80 冰箱中待用. 暴露实验过程中, 未发现死亡的斑马鱼. 2.3 活性氧的测定称取 0.1 g 肝脏组织, 按 1 20 比例加入预冷的磷酸盐缓冲液 (100 mmol L -1 ), 用玻璃匀浆器匀浆, 转入离心管中于 4 离心 10 min, 取上清液. 取 96 孔板, 每孔加入 190 μl 上清液和 10 μl 浓度为 1 mmol L -1 的 DCFH DA, 混合均匀后在 37 孵育 30 min. 酶标仪检测激发波长 488 nm, 发射波长 525 nm. 检测结果以荧光强度 mg -1 表示. 2.4 丙二醛含量和抗氧化酶活性的测定取匀浆好的组织, 应用南京建成生物工程研究所试剂盒检测丙二醛含量蛋白含量以及超氧化物歧化酶过氧化氢酶谷胱甘肽 S 转移酶活性. 丙二醛含量以 nmol mg -1 表示, 酶活性以 U mg -1 表示. 2.5 氧化应激标志性基因在 mrna 水平相对表达量的测定肝脏组织中总 RNA 提取根据杭州浩基生物科技有限公司动物组织总 RNA 提取试剂盒说明书进行. 应用分光光度计测定 RNA 含量, 采用 Bio Rad 基因扩增仪进行逆转录实验. 基因表达水平使用 SYBR Green I 染料和美国 iq TM 5 实时荧光定量 PCR 仪进行相对荧光定量检测. 根据参考文献 ( Kim et al., 2013; Bresolin et al., 2005; Mukhopadhyay et al., 2015),CYP1A CYP3A 和 GST 这 3 种基因表达检测所用引物设计如表 1 所示.PCR 反应体系为 20 μl,

3 ３０９０环境科学学报３６卷反应条件为９５预变性５ｍｉｎ９５变性３０ｓ暴露组的斑马鱼经碘代乙酸急性暴露后活性氧含重复３次基因相对表达水平以２Ｃｔ内参基因Ｃｔｐ００１和０７３倍ｐ００１５５退火４０ｓ７２延伸３０ｓ４５次循环所有测量目的基因进行分析结果以实验组基因相对于对照组基因变化倍数表示表１Ｔａｂｌｅ１斑马鱼ＣＹＰ１ＡＣＹＰ３Ａ和ＧＳＴ引物设计序列ＳｅｑｕｅｎｃｅｓｏｆｐｒｉｍｅｒｓｏｆＣＹＰ１ＡＣＹＰ３ＡａｎｄＧＳＴｆｏｒＺｅｂｒａｆｉｓｈＤａｎｉｏｒｅｒｉｏ基因ＣＹＰ１ＡＣＹＰ３ＡＧＳＴＧＡＰＤＨ２６量与对照组相比较差异极显著分别增加了０４１倍３２丙二醛含量的影响丙二醛是细胞膜脂质过氧化的终产物之一是判断脂质过氧化的重要指标图２显示了不同剂量碘代乙酸暴露诱导斑马鱼肝脏组织丙二醛含量变化的规律ＩＩ１０ μｇＬ和ＩＩＩ１００ μｇＬ暴露组的斑马鱼经碘代乙酸急性暴露后丙二醛含量与对序列照组相比较差异极显著分别增加了０７５倍ｐ５ＧＣＴＣＴＴＣＣＧＴＣＡＴＴＣＴＴＣＡＴＡＣＣ３００１和４１３倍ｐ００１５ＧＣＴＴＧＴＴＧＡＣＣＴＣＴＧＴＧＣＣＡ３５ＣＴＴＧＧＣＴＴＡＣＡＡＴＣＴＧＧＣ３５ＧＡＴＧＡＣＧＣＴＧＴＣＣＡＡＧＴＡＧ３５ＣＧＡＧＧＧＡＣＴＧＡＡＧＧＡＣＧＡＧＡ３５ＡＡＧＣＣＡＡＡＧＣＧＧＡＡＧＡＧＧＡ３５ＴＧＣＴＡＴＧＴＴＧＣＡＣＴＧＧＡＣＴＴＴＧＡＧ３５ＣＣＴＣＴＣＧＴＴＴＣＣＧＡＴＧＧＴＧＡＴＧＡＣ３统计分析每个实验数据有３个平行样处理结果用平均数±标准偏差ｍｅａｎ ±ＳＤ表示数据采用ＳＰＳＳ软件１２０版进行分析应用单侧ＡＮＯＶＡ法差异性检验ｐ００５表明差异显著ｐ００１表明差异极显著３３１图２不同含量碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏组织中丙二醛含量的变化Ｆｉｇ２结果ＲｅｓｕｌｔｓＣｈａｎｇｅｓｏｆＭＤＡｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｈｅｌｉｖｅｒｔｉｓｓｕｅｏｆＺｅｂｒａｆｉｓｈｕｎｄｅｒａｃｕｔｅｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｉｏｄｉｎｅａｃｅｔｉｃａｃｉｄ活性氧含量的变化活性氧是生物机体氧化应激过程的重要标志物可以灵敏地反应机体的氧化损伤状况图１显示了不同剂量碘代乙酸暴露诱导斑马鱼肝脏组织活性氧含３３超氧化物歧化酶活性的变化超氧化物歧化酶是抗氧化酶的典型代表它对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用能量变化的规律ＩＩ１０ μｇＬ和ＩＩＩ１００ μｇＬ图３图１不同含量碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏组织中活性氧含量的变化Ｆｉｇ１ＣｈａｎｇｅｓｏｆＲＯＳｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｈｅｌｉｖｅｒｔｉｓｓｕｅｏｆＺｅｂｒａｆｉｓｈｕｎｄｅｒａｃｕｔｅｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆ不同含量碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏组织中超氧化物歧化酶活性的变化Ｆｉｇ３ＣｈａｎｇｅｓｏｆＳＯＤｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅｌｉｖｅｒｔｉｓｓｕｅｏｆ

4 ８期罗妮娜新型消毒副产物碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏氧化损伤的机理研究３０９１够有效清除超氧自由基保护细胞免受损伤图３的结果表明低剂量碘代乙酸急性暴露下斑马鱼肝脏超氧化物歧化酶活性变化并不明显当碘代乙酸暴露浓度增加到１００ μｇＬ超氧化物歧化酶活性显著增加０９２倍ｐ００１３４过氧化氢酶活性的变化过氧化氢酶同样是抗氧化酶的典型代表它主要存在于生物的肝脏中能够有效去除氧化应激产物过氧化氢图４的结果表明低剂量碘代乙酸急性暴露下斑马鱼肝脏过氧化酶活性变化并不明显而当碘代乙酸暴露浓度增加到１０ μｇＬ后过氧化氢酶活性受到抑制下降０１７倍ｐ００５当碘代乙酸暴露浓度达到１００ μｇＬ过氧化氢酶活性受到显著抑制下降０３６倍ｐ００１图５不同含量碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏组织中谷胱甘肽硫转移酶活性的变化Ｆｉｇ５ＣｈａｎｇｅｓｏｆＧＳＴｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅｌｉｖｅｒｔｉｓｓｕｅｏｆ不明显而当碘代乙酸暴露浓度增加到１０ μｇＬ和１００ μｇＬ后其表达明显增强分别增加１７倍ｐ００１和５３倍ｐ００１图４不同含量碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏组织中过氧化氢酶活性的变化Ｆｉｇ４ＣｈａｎｇｅｓｏｆＣＡＴｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅｌｉｖｅｒｔｉｓｓｕｅｏｆ３５图６谷胱甘肽Ｓ转移酶活性的变化不同含量碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏组织中ＣＹＰ１Ａ基因表达的变化谷胱甘肽Ｓ转移酶能够催化外来有害物质的亲Ｆｉｇ６电子基团与还原型谷胱甘肽的巯基偶联增加其疏水性使其易于穿越细胞膜从而解毒图５的结果表ＣｈａｎｇｅｓｏｆＣＹＰ１Ａｍｒｎａｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｉｎｔｈｅｌｉｖｅｒｔｉｓｓｕｅｏｆ明在低剂量碘代乙酸急性暴露下斑马鱼肝脏谷３７００５当碘代乙酸暴露浓度增加到１０ μｇＬ和１００的重要亚族能够将多种异生质转运到体外图７的ｐ００１和１９３倍ｐ００１脏ＣＹＰ３Ａ在ｍｒｎａ水平上的表达并不明显而当胱甘肽Ｓ转移酶活性就明显升高增加０４０倍ｐ μｇＬ后谷胱甘肽Ｓ转移酶活性显著增加１０４倍３６ＣＹＰ１Ａ在ｍｒｎａ水平表达量的变化ＣＹＰ１Ａ是细胞色素Ｐ４５０混合功能酶中的重要一类亚族能够催化多种体外异生质的降解和解毒过程图６的结果表明低剂量碘代乙酸急性暴露下斑马鱼肝脏ＣＹＰ１Ａ在ｍｒｎａ水平上的表达并ＣＹＰ３Ａ在ｍｒｎａ水平表达量的变化ＣＹＰ３Ａ同样也是细胞色素Ｐ４５０混合功能酶中结果表明低剂量碘代乙酸急性暴露下斑马鱼肝碘代乙酸暴露浓度增加到１０ μｇＬ和１００ μｇＬ后其表达明显增强分别增加１１倍ｐ００１和５９倍ｐ００１３８ＧＳＴ在ｍｒｎａ水平表达量的变化ＧＳＴ主要是催化亲电反应能够通过谷胱甘肽

5 3092 环境科学学报 36 卷图 7 不同含量碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏组织中 CYP3A 基因表达的变化 Fig.7 Changes of CYP3A mrna expressions in the liver tissue of Zebrafish under acute exposure to different concentrations of iodine acetic acid 与产物结合成亲水化合物进行解毒. 图 8 的结果表明, 在低剂量碘代乙酸急性暴露下, 斑马鱼肝脏 GST 基因在 mrna 水平上的表达显著增加, 为对照组的 1.8 倍 ( p<0.01); 当暴露浓度增加到 10 μg L -1 和 100 μg L -1 后, 其表达量增加更为显著, 分别是对照组的 3.2 倍 (p<0.01) 和 7.7 倍 (p<0.01). 图 8 不同含量碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏组织中 GST 基因表达的变化 Fig.8 Changes of GST mrna expressions in the liver tissue of Zebrafish under acute exposure to different concentrations of iodine acetic acid 4 讨论 (Discussion) 外源异生质能够通过干扰组织内抗氧化酶系统, 使脂质过氧化水平升高, 诱导机体组织发生氧化应激 ( 王玲等,2011); 进一步可以破坏抗氧化防御系统, 导致氧化性损伤 ( 杜永兵等,2007), 肝脏是机体最重要的解毒组织 ( 徐维娜等,2008). ROS 是生物机体中最主要的氧化应激产物, 其含量的变化可以较好地反映氧化应激的强度.Bull 等 (2011) 详细综述了消毒副产物氯代环戊烯氯代腈氯代胺等均能诱导 ROS 产生 ; 近年来研究发现, 氯苯醌类消毒副产物能够诱导生物体产生 ROS ( Li et al., 2015); 碘代消毒副产物与氯代消毒副产物在化学结构上有所差异, 但本研究证实, 碘代乙酸急性暴露可以诱导斑马鱼肝脏产生活性氧, 因此, 诱导活性氧的产生有可能是消毒副产物的主要毒效应特点之一. 针对 LC106 细胞的研究发现, 相对于对照组, 极低浓度的 100 μg L -1 的 2,5 二氯苯醌体外暴露能够诱导细胞中产生两倍的 ROS(p<0.01) (Chen et al., 2015); 而本研究中, 当碘代乙酸的体内急性暴露剂量达到 10 μg L -1, 肝脏 ROS 含量即与对照组具有极显著差异, 是对照组的 1.41 倍 ( p<0.01); 因此, 从诱导剂量和暴露方式的角度两方面考虑, 碘代乙酸具有更为明显的氧化应激能力. 丙二醛作为脂质过氧化的终产物, 同样可以表征氧化应激效应的强度. 值得注意的是, 并不是所有的消毒副产物都可以诱导生物体内丙二醛的产生,Du 等 (2013) 报道 4 种氯代苯醌都不能够诱导 T24 细胞产生丙二醛 ; 而本研究发现,10 μg L -1 和 100 μg L -1 碘代乙酸急性暴露后, 肝脏丙二醛含量与对照组相比较, 分别增加了 0.75 倍 (p<0.01) 和 4.13 倍 (p<0.01), 差异均为极显著. 这说明碘代乙酸对斑马鱼来说, 是一种非常强力的氧化损伤诱导剂, 在 100 μg L -1 等较高诱导剂量暴露后, 斑马鱼肝脏的解毒功能酶系已经无法消除组织内产生的过量 ROS 物质, 导致丙二醛含量成倍增加. 机体自身抗氧化系统包含有抗氧化酶系, 保证机体正常运行.SOD 和 CAT 是机体中清除氧自由基的关键酶, 消毒副产物可以改变 SOD 等抗氧化酶的活性 ( 范灿鹏等,2011). 采用 J774.A1 细胞的研究发现,24 mmol L -1 剂量的消毒副产物二氯乙酸和三氯乙酸体外暴露都能够诱导该细胞系发生氧化应激, 并且导致 SOD 酶活性分别增加 4. 2 倍和 3. 1 倍 (Hassoun and Ray, 2003); 本实验发现,100 μg L -1 碘代乙酸急性暴露 96 h 后, 斑马鱼肝脏 SOD 活性显著增加 0.92 倍 ( p<0.01); 本研究中碘代乙酸诱导斑马鱼肝脏 SOD 活性增加量不如二氯乙酸和三氯

6 ８期３０９３罗妮娜新型消毒副产物碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏氧化损伤的机理研究乙酸对Ｊ７７４Ａ１细胞显著主要原因在于本研究是采用体内暴露方法而细胞体外暴露的方法诱导效果更明显本研究还发现当碘代乙酸暴露浓度达到１００ μｇＬ过氧化氢酶活性受到显著抑制下降化可以作为碘代乙酸生物毒性的重要敏感标志物５结论Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ综上所述１０１００ μｇＬ碘代乙酸急性暴露０３６倍ｐ００１因此文献报道和本文研究结果都９６ｈ后斑马鱼的肝脏能够产生氧化应激效应活统会发生应答力图消除外源物质入侵对机体造成氧化功能酶ＳＯＤ和重要解毒酶ＧＳＴ的活性均被明证实在消毒副产物的暴露下生物体内抗氧化酶系的氧化损伤作为非酶类还原性物质ＧＳＨ在鱼类肝脏组织的解毒功能中起关键作用可以清除胞内ＲＯＳ而ＧＳＴ是ＧＳＨ结合反应的关键酶ＧＳＴ能够性氧物质和脂质过氧化终产物都能够大量产生抗显诱导此外调控肝脏解毒过程的重要基因ＣＹＰ１ＡＣＹＰ３Ａ和ＧＳＴ在ｍｒｎａ水平上的表达呈现显著增加的趋势这些结果都表明饮用水消毒过催化ＧＳＨ巯基ＳＨ与化合物结合生成亲水物程导致的碘代消毒副产物对水生生物具有潜在的ｃａｒｐｉｏ的研究发现二氧化氯消毒产生的副产物能对表达量比氧化应激指标更为灵敏更适合作为碘质罗义等２００７武小燕等２０１３对鲤鱼Ｃｙｐｒｉｎｕｓ氧化损伤毒效应ＣＹＰ１ＡＣＹＰ３Ａ和ＧＳＴ基因的相够明显刺激ＧＳＴ的活性Ｅｌｉａｅｔａｌ２００６本研究代乙酸对水生生物毒效应评价的生物标志物作用当暴露浓度增加到１０ μｇＬ和１００ μｇＬ责任作者简介罗妮娜１９７８女讲师研究方向为污染００１和１９３倍ｐ００１上述这些结果都表明参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ同样发现碘代乙酸对斑马鱼肝脏ＧＳＴ活性的刺激后斑马鱼肝脏ＧＳＴ活性显著增加１０４倍ｐ在碘代乙酸作用下斑马鱼肝脏可以明显产生抗氧化作用ＳＯＤ和ＧＳＴ酶会呈现一定的应激活性清除体内自由基和外源异生质使机体达到平衡稳定状态对本文实验结果进一步的比较可以发现无论是氧化应激产物的含量抗氧化酶和解毒酶活性还是解毒酶基因的表达都呈现出明显的剂量效应关系此外相对于氧化应激产物以及抗氧化酶和解毒酶活性变化斑马鱼肝脏Ｐ４５０酶ＣＹＰ家族基因以及ＧＳＴ基因对于碘代乙酸的暴露更为敏感ＣＹＰ１Ａ和ＣＹＰ３Ａ是细胞色素Ｐ４５０家族的重要成员大量物的环境毒理学ＥｍａｉｌｙｕｙｉｎｇｌｕｏｎｉｎａｔｏｍｃｏｍＢｉｃｈｓｅｌＹＧｕｎｔｅｎＵＶ２０００ＦｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＩｏｄｏＴｒｉｈａｌｏｍｅｔｈａｎｃｅｓｄｕｒｉｎｇＤｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎａｎｄＯｘｉｄａｔｉｏｎｏｆＩｏｄｉｄｅＣｏｎｔａｉｎｉｎｇＷａｔｅｒｓＪＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ３４２７８４２７９１ＢｒｅｓｏｌｉｎＴＤｅＦｒｅｉｔａｓＲｅｂｅｌｏＭＢａｉｎｙＡＣＤ２００５ＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＰＸＲＣＹＰ３ＡａｎｄＭＤＲ１ｇｅｎｅｓｉｎｌｉｖｅｒｏｆｚｅｂｒａｆｉｓｈＪＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙＰａｒｔＣＴｏｘｉｃｏｌｏｇｙＰｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ１４０３４４０３４０７ＢｕｌｌＲＪＲｅｃｋｈｏｗＤＡＬｉＸＦｅｔａｌ２０１１ＰｏｔｅｎｔｉａｌｃａｒｃｉｎｏｇｅｎｉｃｈａｚａｒｄｓｏｆｎｏｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎｂｙｐｒｏｄｕｃｔｓＨａｌｏｑｕｉｎｏｎｅｓｈａｌｏｃｙｃｌｏｐｅｎｔｅｎｅａｎｄｃｙｃｌｏｈｅｘｅｎｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓＮｈａｌａｍｉｎｅｓｈａｌｏｎｉｔｒｉｌｅｓａｎｄｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃａｍｉｎｅｓＪＴｏｘｉｃｏｌｏｇｙ２８６１３１１９研究已经证实在多种环境污染物的诱导下鱼体ＢｕｌｌＲＪ１９８２Ｈｅａｌｔｈｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｄｉｓｉｎｆｅｃｔａｎｔｓａｎｄ强烈诱导而显著增加Ｈｅｇｅｌｕｎｄｅｔａｌ２００４ＣｈｅｎＺＬＺｈｏｕＱＨＺｏｕＤＤｅｔａｌ２０１５Ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅｓ组织中ＣＹＰ１Ａ和ＣＹＰ３Ａ的活性会由于调控基因被ＣＹＰ１Ａ和ＣＹＰ３Ａ都可以作为环境污染物生态健康风险评价的重要生物标志物Ｈａｓｓｅｌｂｅｒｇｅｔａｌ２００４谷胱甘肽硫转移酶是肝脏等组织中进行生物转化ＩＩ相反应的关键功能酶其活性受到ＧＳＴ基因的调控当碘代乙酸急性暴露浓度达到１００ μｇＬＣＹＰ１ＡＣＹＰ３Ａ和ＧＳＴ基因的表达强度分别是对照组的６３倍ｐ００１６９倍ｐ００１和７７倍ｐ００１它们的变化强度显然比ＲＯＳ１７３倍ｐ００１ＳＯＤ活性１９２ｐ００１倍和ＣＡＴ活性０３６倍ｐ００１更强烈因此肝脏Ｐ４５０酶ＣＹＰ基因以及ＧＳＴ解毒基因在ｍｒｎａ水平上的表达变ｄｉｓｉｎｆｅｃｔａｎｔｂｙｐｒｏｄｕｃｔｓＪＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１６１０５５４５５９ｃａｕｓｅｏｘｉｄａｔｉｖｅＤＮＡｄａｍａｇｅｔｈｒｏｕｇｈｉｒｏｎｍｅｄｉａｔｅｄＲＯＳｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉＪＣｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ１３５３７９３８６ＣｏｌｍａｎＪＲｉｃｅＧＥＷｒｉｇｈｔＪＭｅｔａｌ２０１１ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｌｙｔｏｘｉｃｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎｂｙｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｄａｔａｒｅｌｅｖａｎｔｔｏｍｏｄｅｏｆａｃｔｉｏｎＪＴｏｘｉｃｏｌｏｇｙａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＰｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ２５４２１００１２６ＤｕＨＹＬｉＪＨＭｏｅＢｅｔａｌ２０１３ＣｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙａｎｄＯｘｉｄａｔｉｖｅＤａｍａｇｅｉｎｄｕｃｅｄｂｙＨａｌｏｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅｓｔｏＴ２４ＢｌａｄｄｅｒＣａｎｃｅｒＣｅｌｌｓＪＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ４７６２８２３２８３０杜永兵李远友禹龙香等２００７三丁基锡对蓝子鱼的激素和酶指标及组织显微结构的影响Ｊ环境科学学报２７５７９６８０２ＥｌｉａＡＣＡｎａｓｔａｓｉＶＤöｒｒＡＪＭ２００６Ｈｅｐａｔｉｃａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｅｎｚｙｍｅｓ

7 3094 环境科学学报 36 卷 and total glutathione of Cyprinus carpio exposed to three disinfectants, chlorine dioxide, sodium hypochlorite and peracetic acid, for superficial water potabilization [ J ]. Chemosphere, 64 (10): Fabbricino M, Korshin G V Modelling disinfection by products formation in bromide containing waters [ J]. Journal of Hazardous Materials, 168 (2 / 3): 范灿鹏, 王奇, 刘昕宇, 等四溴联苯醚对剑尾鱼毒性及其抗氧化系统的影响 [J]. 环境科学学报, 31(3): Fisher D, Yonkos L, Ziegler G, et al Acute and chronic toxicity of selected disinfection byproducts to Daphnia magna, Cyprinodon variegates, and Isochrysis galbana [ J ]. Water Research, 55: Hasselberg L, Meier S, Svardal A, et al Effects of alkylphenols on CYP1A and CYP3A expression in first spawning Atlantic cod (Gadus morhua) [J]. Aquatic Toxicology, 67 (4): Hassoun E A, Ray S The induction of oxidative stress and cellular death by the drinking water disinfection by products, dichloroacetate and trichloroacetate in J774.A1 cells[ J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, 135 ( 2 ): Hegelund T, Ottosson K, Rådinger M, et al Effects of the antifungal imidazole ketoconazole on CYP1A and CYP3A in rainbow trout and killfish[ J]. Envrionmental Toxicology and Chemistry, 23 (5): Hua G H, Reckhow D A, Kim J Effect of bromide and iodide ions on the Formation and Speciation of Disinfection Byproducts during Chlorination [ J]. Environmental Science & Technology, 40 ( 9): Kim K H, Park H J, Kim J H, et al Cyp1a reporter zebrafish reveals target tissues for dioxin[ J]. Aquatic Toxicology, : Krasner S W, Weinberg H S, Richardson S D, et al Occurrence of a new generation of disinfection byproducts [ J]. Environmental Science & Technology, 40 (23): Li J H, Wang W, Moe B, et al Chemical and Toxicological Characterization of Halobenzoquinones, an Emerging Class of Disinfection Byproducts[ J]. Chemical Research in Toxicology, 28 (3): 李金燕, 金芬, 金晓辉, 等北方某城市饮用水处理中卤乙酸浓度水平的调查研究 [J]. 环境科学学报, 25(8): 罗义, 纪靓靓, 苏燕, 等 , 4 二氯苯酚诱导鲫鱼活性氧 (ROS) 的产生及其分子致毒机制 [ J]. 环境科学学报, 27(1): Mukhopadhyay D, Priya P, Chattopadhyay A Sodium fluoride affects zebrafish behaviour and alters mrna expressions of biomarker genes in the brain: Role of Nrf2 / Keap1 [ J ]. Environmental Toxicology and Pharmacology, 40 (2): Plewa M J, Wagner E D, Richardson S D, et al Chemical and Biological Characterization of Newly Discovered Iodoacid Drinking Water Disinfection Byproducts [ J ]. Environmental Science & Technology, 38 (18): Richardson S D, Fasano F, Ellington J J. et al Occurrence and Mammalian Cell Toxicity of Iodinated Disinfection Byproducts in Drinking Water [ J ]. Environmental Science & Technology, 42 (22): 王玲, 郑明刚, 仝艳丽, 等六溴环十二烷 (hexabromocyclododecane, HBCD) 暴露对生长阶段文昌鱼的毒性及其几种重要酶活性的影响 [ J]. 环境科学学报, 31( 5): Roccaro P, Vagliasindi F G A, Korshin G V Changes of NOM Fluorescence Caused by Chlorination and their Associations with Disinfection by Products Formation [ J]. Environmental Science & Technology, 43 (3): 武小燕, 彭颖, 廖伟, 等布洛芬对黄颡鱼 I 相代谢酶及其抗氧化系统的影响 [J]. 环境科学学报, 33(4): 徐维娜, 谢国驷, 刘文斌, 等敌百虫胁迫对异育银鲫鱼体中 4 种酶活性变化的影响 [J]. 环境科学学报, 28(6): Woo Y T, Lai D, McLain J L, et al Use of mechanism based structure activity relationships analysis in carcinogenic potential ranking for drinking water disinfection by products [ J ]. Environmental Health Prospect, 110 (1): Yu S L, Lin T, Chen W, et al The toxicity of a new disinfection by product, 2,2 dichloroacetamide ( DCAcAm), on adult zebrafish (Danio rerio) and its occurrence in the chlorinated drinking water [J]. Chemosphere, 139: 赵玉丽, 李杏放饮用水消毒副产物 : 化学特征与毒性 [ J]. 环境化学, 30 (1): 20 33

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷第 9 期 2015 年 5 月 1339 非酒精性脂肪性肝病 (nonalcoholic fatty liver disease,nafld) 是一种与胰岛素抵抗遗

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷第 9 期 2015 年 5 月 1339 非酒精性脂肪性肝病 (nonalcoholic fatty liver disease,nafld) 是一种与胰岛素抵抗遗 1338 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷第 9 期 2015 年 5 月九味肝泰胶囊对高脂饮食诱导大鼠非酒精性脂肪肝的治疗作用陈菲 1 2,, 艾国 3, 盛柳青 1, 麻佳蕾 1, 黄正明 1. 金华职业技术学院医学院, 浙江金华