壬基酚聚氧乙烯醚對(duì)成年雄性斑馬魚HPG軸相關(guān)基因表達(dá)的影響

姜錦林,劉仁彬,張宇峰,梁 霞,單正軍

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壬基酚聚氧乙烯醚對(duì)成年雄性斑馬魚HPG軸相關(guān)基因表達(dá)的影響

姜錦林1*,劉仁彬1,2,張宇峰2,梁 霞1,單正軍1

(1.環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所,國家環(huán)境保護(hù)農(nóng)藥環(huán)境評(píng)價(jià)與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210042；2.南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院,江蘇 南京 210009)

本研究以模式動(dòng)物斑馬魚()為受試生物,采用半靜態(tài)水體暴露的方式研究了不同濃度壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)對(duì)斑馬魚雄性成魚下丘腦-垂體-性腺軸(HPG軸)的影響.結(jié)果顯示,考察濃度范圍內(nèi)的NPEO暴露可以顯著上調(diào)斑馬魚腦中、、、、和基因,以及性腺中基因的相對(duì)表達(dá)量.和基因表達(dá)量對(duì)較低濃度NPEO暴露較為敏感,其中和基因表達(dá)量在低至0.001mg/L的NPEO暴露下即出現(xiàn)顯著上調(diào).0.1和10mg/L NPEO暴露可以顯著抑制斑馬魚精巢中基因的表達(dá)量,而10mg/L NPEO暴露則可以顯著誘導(dǎo)基因的表達(dá)量.相關(guān)調(diào)控基因表達(dá)量的上調(diào),表明NPEO暴露可以誘導(dǎo)下丘腦分泌,進(jìn)而刺激垂體分泌.NPEO暴露誘導(dǎo)基因的表達(dá),促進(jìn)了內(nèi)源雌激素的合成.同時(shí),NPEO通過抑制表達(dá),可能抑制睪酮(T)的合成,干擾斑馬魚精巢中原有的性激素平衡.斑馬魚精巢內(nèi)雌激素水平升高負(fù)反饋給垂體,刺激垂體分泌促性腺激素.由此表明,考察濃度范圍內(nèi)(0.001~10mg/L)的NPEO的暴露可以影響雄性斑馬魚成魚HPG軸的反饋調(diào)節(jié).

壬基酚聚氧乙烯醚；雄性斑馬魚；內(nèi)分泌干擾效應(yīng)；HPG軸

壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO),作為一種常見的非離子表面活性劑,廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品,如洗滌劑、化妝品、造紙、印刷、紡織、農(nóng)藥殺蟲劑、制藥、冶金、石油、合成橡膠、塑料、油漆甚至食品等產(chǎn)品的加工和生產(chǎn)[1-3].近些年來,NPEO全世界年均產(chǎn)量達(dá)到700000t左右[4],是全球使用量第二大的商用非離子表面活性劑[5].NPEO可以通過農(nóng)藥使用、污泥農(nóng)用和污水灌溉等多種途徑釋放到環(huán)境中[6],其本身和代謝產(chǎn)物的環(huán)境潛在影響引起人們廣泛關(guān)注.在自然環(huán)境中,NPEO易被降解成短鏈壬基酚聚氧乙烯醚、壬基酚(NP)和羧酸衍生物等多種代謝產(chǎn)物[7].其中,NP在廢水、地表水和沉積物中常被測(cè)出[8],已被證實(shí)具有類雌激素性質(zhì)[9],其毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于母體本身.有學(xué)者[10-11]監(jiān)測(cè)了2000年長江和嘉陵江重慶段中NPEO類和4-NP等污染物的濃度,發(fā)現(xiàn)四月份和十二月份河流中NPEO類是其中主要的污染物,且有著近似的剖面分布情況.總NPEO(包含不同氧乙烯鏈長度)濃度為6.9~97.6μg/L (四月份)和2.5~52.7μg/L(十二月份).但在七月份時(shí)NP變?yōu)楹恿髦兄饕奈廴疚?濃度為1.7~7.3μg/L. NPEO及代謝產(chǎn)物還可以通過食物鏈在動(dòng)物和人體內(nèi)累積,對(duì)人體正常的激素分泌產(chǎn)生影響,造成雌性效應(yīng)、致畸、致癌和致突變等多種效應(yīng),具有典型內(nèi)分泌干擾物(EDCs)的特征[12-13].EDCs可以通過模仿天然激素作用、與天然激素相結(jié)合等方式干擾內(nèi)分泌系統(tǒng),影響生物正常發(fā)育和繁殖,導(dǎo)致產(chǎn)卵量和受精率下降[14-15].

截止目前,關(guān)于NPEO降解產(chǎn)物NP對(duì)魚類毒性效應(yīng)的研究比較多[16],劉曉麗等[17]研究了NP對(duì)斑馬魚精巢組織及性激素合成酶基因表達(dá)的影響,發(fā)現(xiàn)NP可以誘導(dǎo)斑馬魚精巢中內(nèi)源雌激素合成和雌激素受體的表達(dá),提高雌激素效應(yīng).但關(guān)于NPEO暴露干擾魚類內(nèi)分泌系統(tǒng)的研究較少,研究表明NPEO具有一定雌激素活性,Metcalfe等[18]觀察到100μg/L的NP1EO和NP2EO混合暴露組導(dǎo)致一條雄性青鳉出現(xiàn)雌雄間性,NPEO對(duì)魚類內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的作用機(jī)制還不明確.本研究在基因轉(zhuǎn)錄水平上研究NPEO對(duì)斑馬魚雄性成魚的影響,應(yīng)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法,檢測(cè)魚體下丘腦一垂體一性腺軸(HPG軸)相關(guān)調(diào)控基因的相對(duì)表達(dá)量,以期通過基因表達(dá)的變化,揭示NPEO干擾斑馬魚內(nèi)分泌系統(tǒng)可能的毒性作用機(jī)制.

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器:體視顯微鏡(Leica,S8APO),全自動(dòng)電泳系統(tǒng)(Bio-Rad,Experion),凝膠成像分析系統(tǒng)(Bio-Rad, Gel Doc XR+),PCR儀(Bio-Rad,DNA Engine),熒光定量PCR儀(Bio-Rad,CFX96TMOptics Module).

試劑:壬基酚聚氧乙烯醚(CAS號(hào):9016-45-9,分析純),購自阿拉丁化學(xué)公司;17β-雌二醇(CAS號(hào): 50-28-2,>99%),購自Sigma-Aldrich公司;丙酮(CAS號(hào):67-64-1,分析純),購自上海凌峰化學(xué)試劑有限公司.

1.2 受試材料和暴露實(shí)驗(yàn)

斑馬魚購自南京大學(xué)模式生物研究中心,平均體重(0.315±0.064)g,均為性成熟雄性個(gè)體,在環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所斑馬魚實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中心馴養(yǎng)2周以上,馴養(yǎng)魚用水為曝氣處理24h以上的自來水,水質(zhì)硬度為136~144mg/L(以CaCO3計(jì)),溶解氧飽和濃度保持在80%左右,pH值為7.8±0.2.每天定時(shí)投喂新鮮孵化的鹵蟲無節(jié)幼體()2次,投喂量以飼料在5min內(nèi)被吃完為準(zhǔn).

NPEO暴露設(shè)計(jì):斑馬魚馴養(yǎng)結(jié)束后,參考OECD測(cè)試準(zhǔn)則230對(duì)斑馬魚進(jìn)行暴露處理[19].以丙酮為助溶劑,將NPEO配制成母液,濃度為500mg/L.設(shè)置5個(gè)NPEO試驗(yàn)濃度組,分別為0.001, 0.01,0.1,1, 10mg/L,NPEO暴露劑量根據(jù)預(yù)試驗(yàn)及相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道而設(shè)計(jì)[18,20],濃度最高組丙酮含量為0.01%.設(shè)置一個(gè)空白對(duì)照組、一個(gè)溶劑對(duì)照組和一個(gè)80μg/L的雌二醇(E2)試驗(yàn)組,每個(gè)濃度組設(shè)置3個(gè)平行組.E2實(shí)驗(yàn)組作為陽性對(duì)照組,E2是一種強(qiáng)效的雌激素,能對(duì)魚類產(chǎn)生間性性腺(卵巢-睪丸)[18].試驗(yàn)在10L(含8L暴露液)的玻璃缸中進(jìn)行,每個(gè)平行組隨機(jī)放入40尾試驗(yàn)用魚.采用半靜態(tài)試驗(yàn),48h更換一次試液,水溫控制在(25±2)oC,光照周期14:10h.暴露周期為21d,試驗(yàn)期間每天喂食3次.暴露21d后取樣,取樣時(shí)將斑馬魚置于冰上,凍僵后快速取腦和精巢組織,液氮冷凍后,放在-80℃冰箱中保存待用.

1.3 熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 總RNA提取與檢測(cè) 利用Invitrogen TRIzol Reagent從斑馬魚腦和精巢組織中提取總RNA,測(cè)定總RNA在260和280nm的吸收值,計(jì)算OD260/OD280比值,測(cè)得比值均介于1.8~2.0,可用于后續(xù)反轉(zhuǎn)錄實(shí)驗(yàn).將提取的斑馬魚組織的總RNA進(jìn)行1.0%瓊脂糖凝膠電泳,可觀察到清晰的28S、18S和5S rRNA條帶,說明所提取的總RNA完整性較好,可繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn).

1.3.2 cDNA合成 根據(jù)HiScript? 1ST strand cDNA Synthesis kit的說明進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,反應(yīng)體系為10μL.在一個(gè)RNase-free離心管里按如下體系加入反應(yīng)液(10mL):總RNA(1pg~500ng) 1mL,4×gDNA wiper Mix 2mL,RNase-free water 5mL.用移液器輕輕吹打混勻后短時(shí)離心,PCR儀上42℃反應(yīng)2min.在第1步的反應(yīng)管中直接加入5×qRT SuperMixⅡ 2μL,用移液器輕輕吹打混勻后短時(shí)離心,按以下程序進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng):25℃10min,42℃ 30min,85℃ 5min.所得cDNA產(chǎn)物可在-20℃儲(chǔ)存或立即用于qRT-PCR反應(yīng).

1.3.3 熒光定量PCR 將cDNA樣品.實(shí)時(shí)熒光定量PCR反應(yīng)體系為20μL:10μL Faststart Universal SYBR Green Master,4μL cDNA模板(反轉(zhuǎn)錄后按1:10稀釋),2μL引物(6mmol/L),4μL RNase-free water.反應(yīng)條件如下:95℃ 10min,1個(gè)循環(huán);95℃ 10s,55℃ 3s,40個(gè)循環(huán),4℃保存.3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)以減少誤差.溶解曲線的分析是為了確保各步反應(yīng)只有一個(gè)片段進(jìn)行擴(kuò)增.選擇基因作為內(nèi)參基因,進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR測(cè)定,目標(biāo)基因和參照基因擴(kuò)增效率都接近100%且相互間效率偏差在5%以內(nèi).選取11種與內(nèi)分泌干擾系統(tǒng)相關(guān)的基因,檢測(cè)了其相對(duì)表達(dá)量.基因名稱、引物序列和引物序列號(hào)見表1.

表1 基因名稱、引物序列和引物序列號(hào)

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

相對(duì)基因表達(dá)量采用2-ΔΔCt法進(jìn)行計(jì)算,其中ΔΔCt由公式(1)計(jì)算得到:

ΔΔCt=[(Cttarget-Ctactin)t-(Cttarget-Ctactin)0] (1)

式中:Ct表示循環(huán)閾值;Cttarget表示目標(biāo)基因的Ct值;Ctactin表示內(nèi)參基因的Ct值;t代表任意時(shí)間點(diǎn);0表示經(jīng)基因校正后1倍量的目標(biāo)基因表達(dá).

熒光實(shí)時(shí)定量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA).所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件處理分析,利用方差分析檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各組織中不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)顯著性差異,用Tukey法檢驗(yàn)計(jì)算值,當(dāng)<0.05(*)時(shí)認(rèn)為差異顯著,<0.01(**)認(rèn)為差異極為顯著.

2 結(jié)果

2.1 NPEO對(duì)斑馬魚促性腺激素釋放激素基因及其受體基因mRNA表達(dá)的影響

圖1 NPEO對(duì)斑馬魚腦中GnRH2(a)、GnRH3(b) mRNA表達(dá)的影響

整個(gè)試驗(yàn)過程中,對(duì)照組和處理組都未觀察到受試魚行為和形態(tài)的異常.由圖1可以看出,與對(duì)照組相比,1,10mg/L的NPEO可以使斑馬魚腦中基因的表達(dá)量顯著增高,但在低濃度NPEO和E2的處理下沒有出現(xiàn)顯著性變化,所有濃度NPEO和E2對(duì)斑馬魚腦中基因的表達(dá)影響均不顯著.

由圖2可知,斑馬魚腦中基因的相對(duì)表達(dá)量與NPEO的濃度呈明顯的正相關(guān).與對(duì)照組相比,在0.01mg/L的NPEO作用下,斑馬魚腦中、基因的相對(duì)表達(dá)量即發(fā)生顯著影響,10mg/L的NPEO對(duì)斑馬魚腦中、基因表達(dá)量的影響極為顯著.NPEO暴露對(duì)斑馬魚腦中基因表達(dá)量的影響較為敏感,所有濃度組對(duì)其相對(duì)表達(dá)量的影響都很顯著.

2.2 NPEO對(duì)斑馬魚促性腺激素基因及其受體基因表達(dá)的影響

由圖3可知,在低濃度的NPEO作用下,斑馬魚腦中基因的表達(dá)量與對(duì)照組相比無明顯的影響,僅在10mg/L的NPEO作用下,斑馬魚腦中基因的表達(dá)量出現(xiàn)顯著性上調(diào).NPEO可以誘導(dǎo)斑馬魚腦中基因表達(dá)量的上調(diào),其中0.001和10mg/L處理組對(duì)其表達(dá)量影響顯著,0.01,0.1和1mg/L對(duì)其表達(dá)量影響極為顯著.

由圖4可知,NPEO對(duì)斑馬魚精巢中基因的表達(dá)量與對(duì)照組相比無明顯的影響,但E2對(duì)其影響極為顯著.0.001mg/L的NPEO暴露可以顯著上調(diào)斑馬魚精巢中基因的表達(dá)量,0.01mg/L的NPEO暴露對(duì)其表達(dá)量的影響極為顯著,其他濃度暴露組均無明顯影響.

圖4 NPEO對(duì)斑馬魚性腺中FSHR(a)、LHR(b) mRNA表達(dá)的影響

2.3 NPEO對(duì)斑馬魚細(xì)胞色素P450酶相關(guān)基因表達(dá)的影響

由圖5可知,斑馬魚精巢中基因的表達(dá)量與NPEO暴露濃度存在負(fù)相關(guān)關(guān)系,其表達(dá)在0.1和10mg/L的NPEO暴露濃度下受到顯著抑制，而10mg/L的NPEO暴露則可以顯著誘導(dǎo)斑馬魚精巢中基因的表達(dá).

圖5 NPEO暴露對(duì)斑馬魚精巢中性激素合成相關(guān)酶基因表達(dá)的影響 Fig.5 Effects of NPEO exposure on the expression of steroidogenic genes in testis of zebrafish

3 討論

魚類感受外部刺激,促使下丘腦分泌促性腺激素釋放激素(GnRH),GnRH的釋放會(huì)激發(fā)腦垂體合成并釋放促性腺激素(GtH).GtH包括促卵泡生成素(FSH)和黃體生成素(LH),它們通過血液循環(huán)到達(dá)性腺,促使性腺產(chǎn)生性類固醇激素,進(jìn)而影響配子的發(fā)育,調(diào)節(jié)生殖行為[21].同時(shí)性激素也可以反饋給下丘腦和垂體,腦中相應(yīng)部位接受到反饋調(diào)節(jié)信號(hào)后會(huì)自我調(diào)節(jié),以應(yīng)對(duì)外部環(huán)境對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的刺激[22].如此反饋與負(fù)反饋,調(diào)節(jié)著魚類的生殖和繁殖活動(dòng),這就是調(diào)控魚類配子形成和性腺成熟的下丘腦-垂體-性腺軸[23].

本研究中,特定濃度的NPEO暴露對(duì)基因、基因、基因、基因和基因表達(dá)量的影響與E2對(duì)這些基因表達(dá)量的影響基本一致,顯示出NPEO對(duì)斑馬魚具有類雌激素效應(yīng).下丘腦-垂體-性腺軸控制性類固醇激素的合成,影響激素的釋放及其在靶器官的效應(yīng),再通過反饋?zhàn)饔糜绊懙缴窠?jīng)系統(tǒng).促性腺激素釋放激素在HPG軸中起著至關(guān)重要的作用[24].與垂體前葉的促性腺激素分泌細(xì)胞處的受體結(jié)合,從而調(diào)節(jié)促性腺激素的合成和分泌.根據(jù)國際通用標(biāo)準(zhǔn),區(qū)分為()、()和()三種類型.斑馬魚中只有和兩個(gè)亞型[25].本研究結(jié)果顯示,NPEO暴露顯著上調(diào)了斑馬魚腦中、、、基因的相對(duì)表達(dá)量,其中10mg/L的NPEO暴露對(duì)和的影響均極為顯著.Ji等[25]發(fā)現(xiàn)雙酚S暴露同樣可以上調(diào)雄性斑馬魚腦中和基因的相對(duì)表達(dá)量,進(jìn)而影響促性腺激素的產(chǎn)生.說明NPEO可能通過誘導(dǎo)下丘腦產(chǎn)生,與垂體上的受體結(jié)合,進(jìn)而影響促性腺激素相關(guān)基因的表達(dá)水平.需要注意的是,斑馬魚腦中和基因表達(dá)水平的變化會(huì)對(duì)性激素平衡產(chǎn)生干擾[26].

促性腺激素由垂體分泌,作用于性腺,刺激生殖細(xì)胞的生長、發(fā)育、成熟和排出.在硬骨魚中發(fā)現(xiàn)的兩種促性腺激素最初被命名為GtH I和GtH II, Bogerd等[27]提議將魚類的GtH I和GtH II分別命名為FSH和LH,得到了大家廣泛的認(rèn)可.在雄魚中,FSH決定精巢支持細(xì)胞的增值以及促進(jìn)精子細(xì)胞的成熟,而LH則作用于精巢中的間質(zhì)細(xì)胞,調(diào)節(jié)精子發(fā)生的最后階段[28].性激素的合成和分泌受到上游的調(diào)控,研究表明魚類的功能與哺乳動(dòng)物類似[26].Han等[29]發(fā)現(xiàn)DE-71暴露可以增加斑馬魚垂體中、基因,從而刺激精巢中和的表達(dá),影響類固醇激素的產(chǎn)生.本研究中也觀察到類似DE-71暴露后產(chǎn)生的效應(yīng),NPEO暴露上調(diào)了斑馬魚、和基因的表達(dá)量,說明下丘腦分泌的對(duì)垂體的分泌產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響雄性斑馬魚精巢組織的正常發(fā)育.與基因表達(dá)量的變化相比,基因表達(dá)對(duì)NPEO的暴露響應(yīng)更加敏感.低濃度的NPEO暴露可能僅通過改變雄激素的合成來干擾斑馬魚精巢中原有性激素的平衡,10mg/L的NPEO暴露可以同時(shí)改變雌、雄激素的合成,從而加強(qiáng)對(duì)斑馬魚內(nèi)分泌系統(tǒng)的干擾.此現(xiàn)象的具體作用機(jī)制尚不確定,有待進(jìn)一步研究.

細(xì)胞色素P450芳香化酶()是雌激素合成過程中的限速酶,它能催化雄激素向雌激素轉(zhuǎn)化,這一過程在魚類性腺發(fā)育中是必不可少的[30].魚類的P450芳香化酶具有和兩種結(jié)構(gòu)不同的亞型,它們之間的相似性具有60%,基因主要在卵巢中表達(dá),而基因則主要在腦組織中表達(dá).基因編碼的細(xì)胞色素P45017α-羥化酶是類固醇激素生成過程中的重要酶,是體內(nèi)雄激素合成的限速酶,所以在雄激素的生物合成過程中非常重要,分布于腎上腺和性腺的間質(zhì)細(xì)胞中[31].劉曉麗等[17]報(bào)告了NP暴露對(duì)斑馬魚精巢中及基因表達(dá)量的影響,125μg/L的NP暴露可顯著上調(diào)基因的表達(dá),250μg/L的NP暴露可導(dǎo)致基因的表達(dá)量顯著下調(diào),干擾精巢原有的性激素平衡.NP主要表現(xiàn)為對(duì)斑馬魚精巢中內(nèi)源性雌激素的干擾,但NPEO可能優(yōu)先干擾雄激素的合成.本研究結(jié)果顯示,僅10mg/L的NPEO暴露顯著上調(diào)了斑馬魚精巢中基因的表達(dá)量,與NPEO對(duì)基因表達(dá)的影響保持一致.雄魚體內(nèi)雌激素升高,可能反饋給垂體,刺激促性腺激素的分泌,這可能是本研究中雄魚垂體分泌促性腺激素增加的主要原因.0.1和10mg/L的NPEO暴露使斑馬魚精巢中基因的表達(dá)量顯著下調(diào),同時(shí)誘導(dǎo)斑馬魚腦中基因的表達(dá).HPG軸的控制不是單向的,腦垂體通過分泌作用于性腺,而性腺類固醇激素的變化也可能對(duì)下丘腦產(chǎn)生反饋?zhàn)饔?Baudiffier等[32]研究了抗真菌藥物克霉唑?qū)Π唏R魚精巢類固醇合成的影響,觀察到斑馬魚和基因的表達(dá)量發(fā)生上調(diào),認(rèn)為克霉唑抑制精巢中11-KT合成激活了/通路,引起腦垂體對(duì)精巢雄性激素合成的補(bǔ)償調(diào)節(jié)作用.NPEO抑制斑馬魚精巢中雄激素的合成激活了/R通路,NPEO暴露可能引發(fā)類似的補(bǔ)償作用,從而上調(diào)了斑馬魚腦中基因的表達(dá)量.NPEO可能通過干擾精巢中原有性激素的平衡,最終對(duì)斑馬魚內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響.

4 結(jié)論

4.1 NPEO暴露可以誘導(dǎo)下丘腦產(chǎn)生促性腺激素釋放激素,進(jìn)而刺激垂體分泌促性腺激素.促性腺激素與其受體結(jié)合激活了內(nèi)源雌激素的活性,促進(jìn)了內(nèi)源雌激素的合成.

4.2 NPEO通過抑制表達(dá),可能抑制睪酮(T)的合成,影響斑馬魚精巢中的性激素平衡.雄魚精巢內(nèi)雌激素水平升高負(fù)反饋給垂體,刺激垂體分泌促性腺激素,導(dǎo)致垂體分泌促性腺激素增加,從而對(duì)斑馬魚的HPG軸產(chǎn)生干擾,進(jìn)而影響斑馬魚的生殖活動(dòng).

4.3 不同濃度的NPEO暴露對(duì)精巢中性激素平衡的影響略有不同,低濃度NPEO暴露對(duì)精巢中性激素平衡影響不顯著,0.1,1mg/L的NPEO 暴露主要通過抑制雄激素的合成干擾精巢中的性激素平衡,10mg/L的NPEO暴露對(duì)斑馬魚精巢中性激素平衡干擾顯著,增加雌激素合成的同時(shí)抑制雄激素的合成.

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Effects of nonylphenol ethoxylate exposure on genes expression along HPG axis of adult male zebrafish.

JIANG Jin-lin1*, LIU Ren-bin1,2, ZHANG Yu-feng2, LIANG Xia1, SHAN Zheng-jun1

(1.Key laboratory of Pesticide Environmental Assessment and Pollution Control, Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection, Nanjing 210042, China；2.College of Environment, Nanjing Technology University, Nanjing 210009, China)., 2018,38(8)：3135~3142

In the present study, the semi-static exposure test method was used for elucidating the effects of different concentrations of nonylphenol polyethylene glycol ether (NPEO) on the hypothalamic-pituitary-gonadal axis (HPG axis) of adult male zebrafish (). The results showed that the expressions of,,,,andgenes in the brain, as well as the expression ofgene in the testis of zebrafish were significantly up-regulated under the exposure of NPEO at the experimental concentrations. The expressions ofandgenes were sensitively to the NPEO exposure at relatively low concentrations and the most sensitive biomarkers were the expressions ofandgenes, which were significantly induced under the exposure to 0.001mg/L of NPEO. The expression ofgene was significantly inhibited in the testis of fish exposed to NPEO at 0.1 and 10mg/L NPEO and on the contrary, the expression ofgene was significantly induced in the 10mg/L of NPEO group. Up-regulation ofgene indicated that the exposure to NPEO could induce the secretion ofin the hypothalamus and stimulate the secretion ofin the pituitary of zebrafish in turn. The exposure to NPEO could promote the synthesis of endogenous estrogen in zebrafish by up-regulating the expression ofgene and inhibit the synthesis of testosterone (T) by down-regulating the expression ofgene, and therefore disrupt the sexual hormone homeostasis in zebrafish. The increased levels of estrogen in the testis of zebrafish could produce the negative feedback to the pituitary gland and then stimulated the secretion ofin the pituitary, suggesting that NPEO at the experimental concentrations (0.001~10mg/L) could affect the feedback regulation of the HPG axis in male adult zebrafish.

nonylphenol ethoxylate；male zebrafish；endocrine disrupting effects；HPG axis

X592

A

1000-6923(2018)08-3135-08

姜錦林(1984-),男,浙江溫州人,副研究員,博士,主要從事污染生態(tài)毒理學(xué)研究.發(fā)表論文30余篇.

2018-01-05

國家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目(2017ZX07602-002)

* 責(zé)任作者, 副研究員, jjl@nies.org