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溴化阻燃剂三-（2，3-二溴丙基）异氰脲酸酯（TBC）对斑马鱼胚胎、小鼠及大鼠的毒性效应研究

2020-12-14阅读(454)

溴化阻燃剂三-（2，3-二溴丙基）异氰脲酸酯（TBC）对斑马鱼胚胎、小鼠及大鼠的毒性效应研究

论文摘要

三-（2,3-二溴丙基）异氰脲酸酯（TBC）是近年来在环境中新检测到的一种杂环溴化阻燃剂,其毒性效应尚不明确。本研究以斑马鱼胚胎（Danio rerio）、BALB/c小鼠及Wistar大鼠作为受试动物,利用病理学、生物化学、分子生物学等多种研究手段,探讨TBC对鱼类及啮齿类动物的毒性效应和潜在的致毒机制。胚胎暴露实验结果表明,TBC能够引起斑马鱼幼鱼鱼鳔发育缺陷,导致幼鱼丧失正常游动能力,表现为侧卧于暴露孔板,进而由于缺氧和饥饿死亡。同时,在不同时间段的暴露实验中,我们发现TBC对鱼鳔的毒性作用的关键时间段为72～96hpf之间,这与鱼鳔的开始充气时间段相吻合。并且在120 hpf TBC暴露不能够引起鱼鳔的充气缺陷及幼鱼的死亡,说明在鱼鳔后腔发育完全后,TBC不会引起幼鱼死亡。检测与鱼鳔早期发育相关的基因,shha、ihha、prl、sl-beta,结果表明TBC暴露不能够引起这些基因表达水平的改变。进一步的透射电镜实验结果表明TBC暴露能够引起鱼鳔超微结构受损：脂质小囊数量减少且其内容物质密度改变,线粒体变性以及上皮细胞凋亡。我们认为TBC暴露引起了斑马鱼幼鱼鱼鳔中线粒体受损,无法提供足够能量,使得鱼鳔脂质小囊中表面活性物质不能正常释放,从而造成了鱼鳔的充气缺陷,进而造成幼鱼死亡。结合基因检测结果,说明TBC对鱼鳔的毒性作用只是影响了鱼鳔的充气,而不是影响鱼鳔的器官形成。BALB/c小鼠实验结果表明,TBC暴露4周后血清中生化参数ALT、GLU和TG发生显著改变,表明肝脏功能受到影响。病理切片结果显示TBC能够对小鼠造成严重的肝脏毒性,包括：肝细胞坏死、气球样变性、肝组织疏松；肝细胞凋亡,主要表现为染色质边集；线粒体固缩,表现为基质内有黑色致密颗粒沉积；肝细胞质疏松、内质网扩张。此外,本研究还发现TBC暴露能够引起小鼠肺部损伤,表现为肺泡间隔增厚,支气管充血,肺组织纤维化,炎症细胞侵润及肺细胞线粒体肿胀。然而,TBC暴露后小鼠的脾脏没有明显病理改变,表明TBC不能对其造成显著毒性。此外基因检测结果显示肝脏中凋亡基因p53表达量显著上调,这一结果在一定程度上验证了我们观察到的肝脏细胞严重凋亡现象。Wistar雄性大鼠实验结果表明,TBC暴露4周后2 mg/kg/day TBC暴露显著降低血清中游离T4（Free T4）水平,50 mg/kg/day TBC暴露显著降低血清中雌二醇（Estradiol）水平。组织病理学结果显示,TBC暴露可造成大鼠肺泡隔增厚,肺组织纤维化和血管扩张,脾脏组织边缘区扩张以及肾脏皮质髓质不同程度的充血和炎症。TBC暴露影响大鼠的正常生长发育,对肺和肾脏造成伤害,并具有一定的免疫毒性。本文首次发现TBC可以引起斑马鱼幼鱼鱼鳔充气缺陷,对小鼠肝脏及肺和大鼠肺和肾脏有较大的毒性作用,并初步探讨了其相关的毒性机制。本研究表明TBC对水环境及陆地生态系统存在一定的威胁,人们应对TBC等新型溴化阻燃剂的生产及应用引起高度关注。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 英文缩略词表
  • 第一章 前言
  • 1. 溴化阻燃剂对生物体毒性效应及其致毒机制的研究进展
  • 1.1 溴化阻燃剂的性质及来源
  • 1.3 溴化阻燃剂的分布及其在不同介质中的污染水平
  • 1.4 溴化阻燃剂的毒性效应和致毒机制
  • 2. 鱼类模型在化学污染物毒性研究中的应用
  • 3. 啮齿类动物模型在化学污染物毒性研究中的应用
  • 4. 本论文研究目的与意义
  • 第二章 TBC暴露引起斑马鱼幼鱼鱼鳔充气缺陷
  • 1. 引言
  • 2. 材料和方法
  • 2.1 实验试剂
  • 2.2 实验动物
  • 2.3 TBC暴露溶液浓度分析及TBC暴露
  • 2.4 RNA提取
  • 2.5 鱼鳔发育相关基因的实时定量PCR检测结果
  • 2.6 鱼鳔超微结构的透射电镜分析结果
  • 2.7 数据分析
  • 3. 实验结果
  • 3.1 暴露液浓度分析结果
  • 3.2 斑马鱼幼鱼死亡率和孵化率
  • 3.3 TBC引起鱼鳔发育缺陷
  • 3.4 不同时间段暴露
  • 3.5 基因表达
  • 3.6 透射电镜
  • 4. 讨论
  • 第三章 TBC亚急性暴露对BALB/c小鼠的毒性效应研究
  • 1. 引言
  • 2. 材料和方法
  • 2.1 化学试剂
  • 2.2 动物及暴露
  • 2.3 脏器指数
  • 2.4 生化参数检测
  • 2.5 组织病理切片
  • 2.6 肝脏、肺组织的透射电镜超薄切片结果
  • 2.7 相关基因荧光定量PCR检测结果
  • 2.8 数据分析
  • 3. 实验结果
  • 3.1 BALB/c小鼠体重及肝、肺、脾指数
  • 3.2 血清生化参数结果
  • 3.3 BALB/c小鼠组织病理切片结果
  • 3.4 肝、肺细胞超微结构TEM结果
  • 3.5 基因检测结果
  • 4. 讨论
  • 第四章 TBC亚急性暴露对Wistar雄性大鼠的毒性效应研究
  • 1. 引言
  • 2. 材料和方法
  • 2.1 实验动物和试剂
  • 2.2 实验动物分组及染毒
  • 2.3 血清生化参数和激素水平分析
  • 2.4 组织病理学分析
  • 2.5 统计分析
  • 3. 结果
  • 3.1 暴露大鼠基本情况
  • 3.2 血清生化参数和激素水平
  • 3.3 组织病理学
  • 4. 讨论
  • 小结
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢

    • 相关论文文献

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