雙酚A對鯽魚（Carassius auratus）肝臟生殖相關(guān)基因表達和血清性激素水平的影響.pdf

1、內(nèi)分泌干擾物(endocrine disrupting chemicals，EDCs)是指干擾生物體正常的內(nèi)分泌機能，并影響生物體或其后代發(fā)育、繁殖和行為的外源性化學物質(zhì)，由于它往往具有類雌激素作用，故又稱為環(huán)境雌激素(ecoestrogen)。EDCs對人類和野生生物的有害影響引起了許多國際組織和世界各國政府及公眾的關(guān)注，成為本世紀生命科學和環(huán)境科學的重大議題之一。 雙酚A(bisphenol-A，BPA)是生產(chǎn)聚碳酸樹脂和環(huán)

2、氧樹脂的重要原料。由于BPA在食品包裝材料上的廣泛使用，它的安全性問題受到極大關(guān)注。研究表明BPA是一種內(nèi)分泌干擾物。水域環(huán)境是EDCs最后的歸宿點，魚類和其它水生動物已受到EDCs的損傷是不爭的事實，但對EDCs在水生動物體內(nèi)的作用生理過程遠未認識清楚。本論文研究了以雙酚A為代表的內(nèi)分泌干擾物對典型淡水魚類鯽魚的內(nèi)分泌干擾作用。主要研究內(nèi)容如下： 1.BPA對雌鯽肝臟VTG、ERa和CYP1A1 mRNA表達的影響以不同濃度的

3、BPA(質(zhì)量分數(shù)分別為1mg／kg，50mg／kg，100mg／kg(注射劑量／魚體重))對雌鯽進行腹腔注射，分別于24h和48h檢測肝臟中的卵黃蛋白原(vitellogenin，VTG)mRNA、a型雌激素受體(estrogen receptor，ERa)mRNA和細胞色素CYP1A1(cytochrome P4501A1，CYP1A1)mRNA表達水平的變化情況。旨在探討B(tài)PA對鯽魚的內(nèi)分泌干擾過程。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1mg/kg

4、處理組VTG mRNA水平在48h內(nèi)沒有明顯變化；50mg/kg與100mg／kg處理組VTG mRNA水平在24h內(nèi)沒有明顯差異，至48h顯著上升。說明。BPA具有雌激素效應(yīng)，但對雌鯽VTG的誘導(dǎo)需要較高的劑量以及較長的作用時間。1mg／kg和50mg／kg BPA處理組ERa mRNA水平與對照組相比在48h內(nèi)均沒有明顯變化；100mg／kg BPA處理組ERa mRNA水平在注射后24h顯著上調(diào)(P<0.05)，48h時仍維持較高

5、水平。結(jié)果表明雌鯽肝臟ERa mRNA水平只有在最高濃度組(100mg／kg)中顯著上升。另外，1mg/kg處理組CYP1A1：mRNA水平在24h顯著上升(P<0.05)，48h時恢復(fù)至正常水平；50mg／kg和100mg／kg BPA處理組CYP1A1mRNA水平在24h和48h均沒有明顯變化。肝臟ERa mRNA只有在最高濃度組(100mg／kg)中被顯著誘導(dǎo)，而CYP1A1 mRNA水平僅在最低濃度組(1mg／kg)中短期內(nèi)顯著

6、上升。由于ERa mRNA的表達受ER介導(dǎo)，而CYP1A1的表達受芳烴受體(AhR)介導(dǎo)，因此推測BPA在高、低濃度下其作用機制可能不同，低濃度時通過誘導(dǎo)CYP1A1 mRNA的表達從而提高對內(nèi)源性和外源性化合物的代謝，高濃度時可通過ERa途徑實現(xiàn)雌激素效應(yīng)效應(yīng)。另外，值得注意的是，BPA寸雌鯽VTG的誘導(dǎo)需要較高的劑量以及較長的作用時間，而CYP1A1 mRNA恰恰相反，其水平只有在最低濃度的BPA作用下短期內(nèi)顯著上升。由于CYP1A

7、1對性類固醇激素雌二醇(E2)具有羥化作用能促進E2代謝，而E2在魚類VTG水平中起著重要的調(diào)控作用。因此，為了更好地闡明BPA的內(nèi)分泌干擾作用，有必要對BPA與魚類性固醇激素水平的關(guān)系進行研究。 2.雙酚A對鯽魚血清性類固醇激素水平的影響以不同濃度的BPA(質(zhì)量分數(shù)分別為1mg／kg，50mg／kg，100mg/kg(注射劑量／魚體重))對鯽魚進行腹腔注射，分別于24h和48h檢測雌、雄鯽魚血清雌二醇(17β-eatradiol，E2

8、)和睪酮(testosterone，T)水平的變化。 結(jié)果顯示：1mg／kg BPA處理24h后，雌鯽血清E2濃度有顯著下降，而50mg／kg和100mg／kg BPA處理組E2濃度均顯著增加，表現(xiàn)為低濃度BPA暴露導(dǎo)致血清E2水平下降、高濃度BPA導(dǎo)致E2水平上調(diào)。這種現(xiàn)象可能是BPA高低濃度下對E2代謂}的影響不同造成的。由于E2下降的同時伴隨著CYP1A1 mRNA水平的上升，而CYP1A1能促進E2代謝從而降低E2水平，

9、從而為這種推測提供了依據(jù)。雌鯽血清T水平在整個實驗過程中沒有出現(xiàn)顯著變化?？梢?，雌鯽血清E2對BPA的敏感性比T強。而對于雄性鯽魚，BPA的雌激素效應(yīng)表現(xiàn)為誘導(dǎo)血漿E2水平上升，并使T水平下降，但BPA各處理組的性激素水平波動較大，不同濃度處理組之間變化趨勢不一致。以上結(jié)果表明BPA對雌、雄鯽魚都有內(nèi)分泌干擾作用，并且BPA對魚類性類固醇激素水平的影響可能跟雌雄性別有關(guān)。 結(jié)合以上兩個方面的研究可見，BPA能誘導(dǎo)雌鯽肝臟VTG

10、mRNA水平、ERamRNA水平和血清E2水平顯著上升，表現(xiàn)了BPA的雌激素效應(yīng)。1mg／kg BPA處理組中，血清E2水平出現(xiàn)短暫下降，而肝臟ERa mRNA水平和VTG mRNA水平?jīng)]有明顯變化。此濃度下，BPA可能模擬E2與ERa結(jié)合從而維持了ER和VTG的轉(zhuǎn)錄水平。另外，E2下降的同時伴隨著CYP1A1 mRNA水平的顯著上升，由于CYP1A1能促進E2代謝從而導(dǎo)致E2水平下降，并且CYP1A1的誘導(dǎo)是通過AhR途徑實現(xiàn)的，因此

11、，在1mg／kg濃度下BPA可能通過AhR途徑對雌鯽產(chǎn)生內(nèi)分泌干擾作用。50mg／kg BPA處理后，血清E2水平和肝臟VTG mRNA水平在48h時均顯著上升，而此時肝臟ERa mRNA水平?jīng)]有明顯變化，說明此時肝臟中ERa水平足以與較高濃度的E2或BPA結(jié)合促進VTG的表達，表明肝臟ERa對BPA的敏感性不如血清E2和肝臟VTG強。100mg／kgBPA處理后，肝臟ERa mRNA水平和VTG mRNA水平及血清E2水平在48h均顯

12、著上升，表明此濃度下BPA的雌激素效應(yīng)比50mg／kg和1mg／kg大。比較雌鯽中各生理指標對BPA的敏感性可見，肝臟ERa mRNA只有在100mg／kg BPA處理組中顯著增加，CYP1A1 mRNA只有在1mg／kg BPA處理組中顯著上升，VTG mRNA和血清E2在50mg／kg和100mg／kg BPA處理組中均被顯著誘導(dǎo)，但VTG mRNA水平的上升較為滯后，而雌鯽血清T水平在整個實驗過程中沒有明顯變化。本試驗中，E2表現(xiàn)