氧化多环芳烃诱导斑马鱼发育毒性及其表观机制研究

论文摘要

氧化多环芳烃（OPAHs）是环境中普遍存在的持久性有机污染物多环芳烃（PAHs）的衍生物。与其它衍生物相比,OPAHs较稳定难降解,因此被称为许多生物和化学降解的“末端产物”,容易在不同环境中累积。人们对PAHs的毒性效应进行了广泛研究,但对OPAHs的毒理效应知之甚少。因此,在本实验中采用斑马鱼作为模型,对斑马鱼鱼卵及成年斑马鱼进行OPAHs的急性暴露,并在成年斑马鱼暴露后进行交配产卵,分别从胚胎毒性和跨代毒性两方面研究了OPAHs的发育毒性,并对成年斑马鱼肠道损伤及叶酸含量进行分析测定。在斑马鱼胚胎的急性暴露实验中,9-FLO暴露后斑马鱼总体长、眼长和心率下降,胰岛素生成减少,干扰葡萄糖代谢,并改变胰腺器官发生相关基因pdx-1,foxa2,isl1和ptf1a的表达。特别是,低剂量胚胎9-FLO暴露显着降低了β细胞分化标志物基因pdx-1 mRNA水平,表明胰腺内分泌是一种对胚胎低剂量OPAHs暴露更敏感的靶点反应。此外,发现DNA甲基转移酶dnmt1和dnmt3升高,并且pdx-1的启动子区域的DNA甲基化在发育的早期阶段增加。在成年斑马鱼的急性暴露实验中,OPAHs暴露使成年斑马鱼的肠道受损,暴露组TJP2和Muc2.1的表达均下降,AhR的表达量显著上调,而雄性斑马鱼的ER表达显著下降。9-FLO暴露使多种肠道内DNA甲基化转移酶表达及叶酸含量显著下调。将暴露7天的成年斑马鱼配对产卵,亲代暴露于9-FLO,其子代死亡率、孵化率和心率下降,畸形率和心脏缺陷上升。而叶酸的补充,可以减缓发育延迟现象,并对心脏发育具有保护作用。综上所述,低剂量的OPAHs抑制了胚胎的早期发育但不足以使斑马鱼致死。胚胎暴露于OPAHs是通过调节pdx-1启动子区DNA甲基化抑制胰腺器官发育,从而增加体内游离葡萄糖水平,并使发育中的斑马鱼胚胎心率降低、眼长和体长减少。暴露于9-FLO的成年斑马鱼可能通过破坏肠道屏障功能,造成肠道损伤,从而干扰肠道内叶酸的正常产生,而导致低DNA甲基化现象,增加患结直肠腺瘤的风险。亲代暴露于9-FLO对子代的影响可能比子代直接暴露9-FLO产生的毒效应更强,而叶酸的补充可部分恢复亲代暴露引起的子代心脏缺陷。

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中文摘要

ABSTRACT

第一章文献综述

1.1 研究背景

1.1.1 氧化多环芳烃简介

1.1.2 氧化多环芳烃的性质及来源

1.1.3 环境中的氧化多环芳烃

1.2 国内外研究现状

1.2.1 体外毒性研究

1.2.2 体内毒性研究

1.2.3 毒性机制研究

1.3 研究意义及内容

1.3.1 研究意义

1.3.2 研究内容

1.4 研究创新

第二章氧化多环芳烃的胚胎毒性

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 试剂

2.2.2 斑马鱼的喂养和胚胎暴露

2.2.3 显微观察

2.2.4 蛋白质的测定

2.3 结果与分析

2.3.1 死亡率与孵化率

2.3.2 发育终点

2.4 讨论和小结

2.4.1 讨论

2.4.2 小结

第三章氧化多环芳烃对斑马鱼胰腺发育的影响

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.2.1 葡萄糖的测定

3.2.2 实时定量PCR测定

3.2.3 焦磷酸测序分析

3.2.4 原位杂交

3.2.5 统计分析

3.3 结果与分析

3.3.1 抑制胰岛素活性可阻碍斑马鱼胚胎的葡萄糖摄取

3.3.2 暴露于OPAHs早期胰腺分化相关基因表达受到影响

3.3.3 9 -FLO改变了斑马鱼胚胎DNA甲基化水平

3.4 讨论与小结

3.4.1 讨论

3.4.2 小结

第四章氧化多环芳烃对成年斑马鱼肠道的影响

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 斑马鱼的喂养与暴露

4.2.2 叶酸含量的测定

4.2.3 基因表达

4.3 结果与分析

4.3.1 肠道损伤

4.3.2 受体响应

4.3.3 DNA甲基化

4.3.4 肠道内叶酸含量改变

4.4 讨论与小结

4.4.1 讨论

4.4.2 小结

第五章成鱼暴露于氧化多环芳烃对其子代的影响

5.1 前言

5.2 材料与方法

5.2.1 鱼卵的收集与暴露

5.2.2 发育终点监测

5.2.3 基因表达

5.3 结果与分析

5.3.1 死亡率与孵化率

5.3.2 畸形率与发育延迟现象

5.3.3 心脏缺陷

5.4 讨论和小结

5.4.1 讨论

5.4.2 小结

第六章结论与展望

6.1 研究结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

个人简况及联系方式

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张玉洁

导师: 云洋

关键词: 氧化多环芳烃,斑马鱼,发育毒性,甲基化,肠道损伤

来源: 山西大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 山西大学

基金: 基于增强子表观遗传调控的N-PAHs诱导肺癌肿瘤细胞侵袭转移研究(21677091),2017年山西省高校优秀青年学术带头人(2017),山西省1331重点创新培育团队区域污染与健康(2018)

分类号: X171.5;X592

DOI: 10.27284/d.cnki.gsxiu.2019.001124

总页数: 71

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