環(huán)境激素對(duì)魚類生殖毒性的研究進(jìn)展

劉曉東 王韓信 蘇明

(1 上海市水產(chǎn)研究所，上海市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，上海 200433；2 上海市青浦區(qū)水產(chǎn)技術(shù)推廣站，上海 201700)

根據(jù)《2019中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》和《2019年中國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》，全國(guó)地表水監(jiān)測(cè)的1 931個(gè)水質(zhì)斷面(點(diǎn)位)中，Ⅰ～Ⅲ類地表水占74.9%，與2018年相比上升3.9%；劣Ⅴ類地表水占3.4%，同比下降了3.3%。海洋環(huán)境方面，Ⅰ類水質(zhì)海域面積占管轄海域面積的97.0%，比2018年上升0.7%；劣Ⅳ類水質(zhì)海域面積28 340 km2，比上年減少4 930 km2。數(shù)據(jù)表明，我國(guó)水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善，海洋水環(huán)境穩(wěn)中向好[1]。但有一些污染物很難降解，將會(huì)長(zhǎng)期存在，還有很多已知的污染物短期內(nèi)難以徹底禁用，此外還有更多的新型化合物在不斷面世，這些都是環(huán)境的監(jiān)管和保護(hù)仍要面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

環(huán)境激素 (endocrine disruptors or endocrine disrupting chemicals)在水體中具有持久性或偽持久性，會(huì)影響水生動(dòng)物的性別分化，導(dǎo)致性逆轉(zhuǎn)、性腺異常發(fā)育、生殖機(jī)能和行為異常，從而造成種群數(shù)量下降甚至滅絕[2-3]。同時(shí)，環(huán)境激素還會(huì)通過(guò)食物鏈的傳遞影響人類健康，導(dǎo)致人類發(fā)育異常、生殖功能障礙等[4]。魚類是水體中環(huán)境激素的直接暴露者，又是人類重要的動(dòng)物蛋白來(lái)源。因此，無(wú)論從環(huán)境保護(hù)、生態(tài)安全或是食品安全角度來(lái)看，開展環(huán)境激素對(duì)魚類生殖毒性的研究均具有重要意義。另外，生殖性功能異常也是化合物評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一[5-8]，而魚類是該領(lǐng)域研究的重要模式物種[9]。因此，筆者檢索、整理了近年來(lái)該領(lǐng)域的相關(guān)研究成果，綜述水環(huán)境激素的種類及其對(duì)魚類毒理、生殖毒性的常用研究方法，并以有機(jī)錫污染物為例，細(xì)述環(huán)境激素對(duì)魚類生殖的影響，并提出未來(lái)研究的展望。

1 常見的環(huán)境激素

水體中的環(huán)境激素種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，一般按其來(lái)源不同可分為天然化合物和人工合成物。前者包括天然雌激素、微囊藻毒素等。絕大多數(shù)環(huán)境激素來(lái)自工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等人類活動(dòng)排放的污染物及其代謝降解產(chǎn)物，包括除草劑、殺蟲劑、藥物、工業(yè)化合物和重金屬等(見表1)[10-32]。

表1 水體中常見的環(huán)境激素及其毒性機(jī)理Tab.1 Widespread endocrine disruptors and their toxic mechanism

2 魚類生殖毒理研究方法

體內(nèi)實(shí)驗(yàn)是魚類生殖毒理研究中常用的傳統(tǒng)方法。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象及其發(fā)育階段，暴露方式等是關(guān)鍵影響因素。近年來(lái)，隨著相關(guān)技術(shù)理論的發(fā)展，體外實(shí)驗(yàn)也受到越來(lái)越多的重視和應(yīng)用。另外，由于野外環(huán)境的復(fù)雜性，模擬實(shí)驗(yàn)常常無(wú)法完全反映野外的真實(shí)情況，因此，開展野外實(shí)驗(yàn)意義重大。

2.1 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)

2.1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

多數(shù)魚類為體外受精，體外發(fā)育，且胚體透明，便于開展生殖毒性研究，對(duì)魚類生殖毒理的研究結(jié)果可在很大程度上用于預(yù)測(cè)對(duì)脊椎動(dòng)物的影響[33]。因此，早在20世紀(jì)40年代，一些魚類就被廣泛用于毒理研究，其中主要是鮭科魚類(Salmonidae)、太陽(yáng)魚(Lepomismacrochirus)、金魚(Carassiusauratus)等大型魚類。20世紀(jì)60—70年代，為了便于開展長(zhǎng)期暴露實(shí)驗(yàn)，開始更多地采用繁殖周期較短的小型魚類[9]，如黑頭軟口鰷(Pimephalespromelas)、斑馬魚(Daniorerio)和青鳉(Oryziaslatipes)，這3種小型魚類都具有性成熟時(shí)間短、產(chǎn)卵間隔短、容易飼養(yǎng)、適合小型水體培養(yǎng)、對(duì)毒物敏感等先天優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其發(fā)育、遺傳、基因組、免疫等基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)豐富，并已建立了多種穩(wěn)定的品系[33-34]，已成為國(guó)際普遍認(rèn)可的毒理學(xué)研究模式生物，廣泛應(yīng)用于環(huán)境激素篩選，也是經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)化合物測(cè)試系列導(dǎo)則中魚類繁殖試驗(yàn)推薦的受試魚類(見表2)[5-8]。

表2 OECD化學(xué)品測(cè)試導(dǎo)則中魚類生殖試驗(yàn)方法Tab.2 Experiment design for fish reproduction assay in OECD guidelines for the testing of chemicals

近年來(lái)，我國(guó)特有的小型鯉科魚類稀有魚句鯽(Gobiocyprisrarus)也逐漸成為重要的模式生物。稀有魚句鯽同樣具有產(chǎn)卵間隔短、性成熟時(shí)間短、適合小型水體培養(yǎng)等先天優(yōu)勢(shì)。而且，我國(guó)科研工作者從1990年起，就以培育新的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為目的，對(duì)稀有魚句鯽開展了多學(xué)科的系統(tǒng)研究，建立了近交系和野生封閉群2個(gè)品系，探明了其對(duì)重金屬、揮發(fā)性有機(jī)物、苯胺類、含氯消毒劑、農(nóng)藥等污染物普遍敏感，陸續(xù)研究制定了使用稀有魚句鯽作為毒性試驗(yàn)材料魚的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，生態(tài)環(huán)境部也已將稀有魚句鯽列為新的化學(xué)物質(zhì)測(cè)試推薦魚種[34-36]。采用稀有魚句鯽為受試對(duì)象的相關(guān)研究越來(lái)越多[29,37]，作為土著魚類，它具有更好的代表性，更加具有生態(tài)指示意義[38]。

因?yàn)橥林~類本身就是重要的保護(hù)對(duì)象，所以開展土著魚類的毒理研究，對(duì)特定污染事件或特定生物群落、特定生態(tài)系統(tǒng)的研究，以及對(duì)水環(huán)境基準(zhǔn)的制定都是非常必要的。2017年，我國(guó)環(huán)保部發(fā)布的《淡水水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)制定技術(shù)指南》中，推薦的受試魚類除國(guó)際通用的模式生物外，還包括10種我國(guó)廣泛分布的土著魚類[39]。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者從生態(tài)和物種保護(hù)、食品安全以及服務(wù)養(yǎng)殖生產(chǎn)等角度開展了大量關(guān)于土著魚類的毒理學(xué)相關(guān)研究。例如，趙巖等[40]報(bào)道了BPA對(duì)雄性泥鰍卵黃蛋白原(Vtg)水平的影響和誘導(dǎo)Vtg的最低濃度(1 μg/L)，呂雪飛等[41]報(bào)道了BPA與E2聯(lián)合暴露對(duì)泥鰍(Misgurnusangaillicaudatus)的Vtg誘導(dǎo)效應(yīng)。陳玉明等[42]開展了硫酸銅對(duì)泥鰍(M.angaillicaudatus)精子活力影響的體外試驗(yàn)。

2.1.2 暴露方式

生殖毒性實(shí)驗(yàn)常見的暴露方式包括水環(huán)境暴露、餌料暴露以及體內(nèi)注射暴露等。暴露方式會(huì)影響魚類對(duì)毒物的吸收和累積路徑。Harrison等[43]對(duì)虹鱒(Salmogairdneri)和白鮭(Coregonusclupeaformis)的研究表明，通過(guò)水環(huán)境暴露的鎘(Cd)主要累積在鰓和腎臟，而通過(guò)餌料暴露則主要累積在腸道和腎臟；Lee等[44]對(duì)尼羅羅非魚(Oreochromisniloticus)的研究表明，經(jīng)水環(huán)境暴露的鉛(Pb)在不同器官的沉積量為腎臟>肝臟>鰓>性腺和脾臟>腦>肌肉，而餌料暴露時(shí)則為腸道>胃>肝臟>腎臟>骨骼>鰓>脾臟>精巢>肌肉>腦。暴露方式還會(huì)影響毒物在魚體的累積量。例如，Alsop等[45]的研究表明，在水體鉛濃度相同的條件下，單獨(dú)水環(huán)境暴露導(dǎo)致的虹鱒(Oncorhynchusmykiss)體內(nèi)鉛的累積量是單獨(dú)經(jīng)餌料(帶絲蚓Lumbriculusvariegatus)暴露的20～60倍。

水環(huán)境暴露是魚類生殖毒性研究中最常采用的方式。生殖毒性研究一般都需進(jìn)行慢性試驗(yàn)，期間的養(yǎng)殖和維生操作很容易引起水環(huán)境變化，從而改變環(huán)境激素對(duì)魚體的毒性作用。這些水環(huán)境因素包括pH、溫度、有機(jī)碳、硬度、溶解有機(jī)物、富營(yíng)養(yǎng)化程度等[46-49]。因此，水環(huán)境暴露試驗(yàn)中，養(yǎng)殖和維生操作應(yīng)盡量減少水質(zhì)波動(dòng)，保持環(huán)境穩(wěn)定。

采用注射暴露，環(huán)境激素的用量大大減少，但需要逐尾注射。注射操作會(huì)使受試魚產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，而應(yīng)激反應(yīng)可能影響多種下丘腦-垂體-性腺(HPG)軸相關(guān)的激素水平[50-51]，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。但根據(jù)Kahl等[52]的研究報(bào)道，在間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽(MS-222)麻醉狀態(tài)下，對(duì)黑頭軟口鰷(P.promelas)進(jìn)行1次或在1周內(nèi)連續(xù)3次腹腔空白注射，受試魚除雌魚血漿Vtg水平升高外，其性腺指數(shù)(GSI)、卵子受精率和孵化率、雌魚血漿中的雌二醇(E2)水平、雄魚睪酮(T)和11-酮睪酮(KT)水平、雄魚血漿Vtg水平均與空白組無(wú)顯著差異，表明注射操作不會(huì)干擾試驗(yàn)結(jié)果。這可能是由于注射操作持續(xù)時(shí)間很短，同時(shí)也與具體的操作過(guò)程有關(guān)。

餌料暴露試驗(yàn)時(shí)，在餌料中添加激素的方式可能會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生重大影響。例如，Hodson等[53]將硝酸鉛混入牛肝，經(jīng)勻漿、冷凍干燥、粉碎后再混入配合飼料。在32周的試驗(yàn)中，并未發(fā)現(xiàn)受試魚體內(nèi)有鉛累積，而是全部通過(guò)糞便排出。但此后采用其他餌料載體進(jìn)行鉛暴露的研究表明，餌料暴露會(huì)導(dǎo)致魚體內(nèi)鉛的累積[44-45]，說(shuō)明是由于添加方式而導(dǎo)致鉛未被受試魚吸收。

2.1.3 發(fā)育階段

魚類早期發(fā)育階段是對(duì)環(huán)境激素的敏感時(shí)期[33]，往往低劑量的暴露就會(huì)對(duì)性腺分化產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響；繁殖階段的暴露會(huì)影響親本繁殖力、卵子的質(zhì)量和受精率、受精卵的孵化率以及子代的成活和生長(zhǎng)發(fā)育。例如，Mcallister[54]研究表明，斑馬魚(D.rerio)仔魚經(jīng)極低濃度(0.01 ng/L)的三丁基錫(TBT)暴露，群體雄性比例明顯提高；Nimrod[55]對(duì)青鳉(O.latipes)的研究也表明，仔魚經(jīng)0.01 μg/L的低濃度E2暴露后，全部轉(zhuǎn)變?yōu)榇菩?。Kang等[56]對(duì)繁殖期的青鳉(O.latipes)進(jìn)行E2暴露，導(dǎo)致產(chǎn)卵數(shù)量減少、受精率降低，雄魚出現(xiàn)性腺間性和Vtg水平顯著升高現(xiàn)象。

全生命周期、甚至多代實(shí)驗(yàn)對(duì)全面了解環(huán)境激素對(duì)魚類的影響非常重要。魚類全生命周期實(shí)驗(yàn)一般指暴露期從24 h以內(nèi)的胚胎直到性成熟并繁殖，或者直到子代發(fā)育至幼魚階段。Chen等[57]研究指出，對(duì)于不同階段的斑馬魚，BPA暴露對(duì)其精液量、精子密度和活力、子代的畸形率的影響不同。Ma等[58]、Xie等[59]開展了2-溴-4，6-二硝基苯胺(DBNA)對(duì)斑馬魚毒性的多代暴露實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，親代暴露會(huì)對(duì)F0、F1和F2代分別產(chǎn)生不同的影響。

2.2 體外實(shí)驗(yàn)

體外實(shí)驗(yàn)可以更好地開展作用靶位、毒性機(jī)理及遺傳毒性等研究，能夠以低成本開展高通量的污染物篩選，同時(shí)也更符合動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中減少(Replacement)、替代(Reduction)、優(yōu)化(Refinement)的3R原則[60]。對(duì)精子活力和功能影響的研究常采用體外實(shí)驗(yàn)。Hatef等[61]綜述了污染物對(duì)魚類精子功能的影響：污染物通過(guò)破壞精子質(zhì)膜、軸絲、干擾能量代謝、破壞運(yùn)動(dòng)器官等影響精子活動(dòng)能力、活動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)速率以及受精能力，歸納出受試精子的質(zhì)量、體液污染、精液的保護(hù)作用、精子活力和受精能力在繁殖季節(jié)期間的變動(dòng)情況，指出實(shí)驗(yàn)條件控制是影響精子體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵因素。

雌激素受體也是較為常用的環(huán)境激素體外實(shí)驗(yàn)工具。Chakraborty等[62]研究了DDT、E2、硫丹、雙甲脒、樂(lè)果、七氯、溴氰菊酯、高滅磷、多菌靈等多種環(huán)境激素對(duì)青鳉(O.latipes)3種雌激素受體的影響，并結(jié)合體內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析了3種受體在青鳉生殖發(fā)育中的功能及外源E2的影響機(jī)制。Lange等[63]比較了多種天然和人工合成雌激素對(duì)模式生物斑馬魚(D.rerio)、青鳉(O.latipes)、黑頭軟口鰷(P.promelas)、三刺魚(G.aculeatus)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)中常用的鯉魚(Cyprinus.carpio)和虹鱒(O.mykiss)雌激素受體的敏感性，并證明了體外受體激動(dòng)效應(yīng)與傳統(tǒng)的指標(biāo)Vtg誘導(dǎo)效應(yīng)的良好相關(guān)性。目前，利用體外實(shí)驗(yàn)開展污染物篩選和毒理研究仍面臨一些困難和挑戰(zhàn)，例如，對(duì)很多環(huán)境激素體內(nèi)作用途徑和毒理學(xué)終點(diǎn)并不足夠清晰，尚需針對(duì)不同的細(xì)胞或細(xì)胞系建立特定的標(biāo)準(zhǔn)化模擬生理環(huán)境，以及大量環(huán)境激素的環(huán)境行為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[64-65]。

2.3 野外實(shí)驗(yàn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)論推導(dǎo)自然條件下毒物對(duì)生物的影響是生態(tài)毒理學(xué)中常用的研究方法[9]。但是，模擬試驗(yàn)的環(huán)境條件相對(duì)簡(jiǎn)單且穩(wěn)定，而野外條件復(fù)雜，涉及環(huán)境激素的環(huán)境行為、相互作用、環(huán)境條件的影響以及生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能等。例如，水環(huán)境中的無(wú)機(jī)汞很少被魚類直接吸收，主要是經(jīng)過(guò)微生物和藻類的甲基化作用后進(jìn)入水生食物鏈后方在魚體內(nèi)富集，浮游植物和微生物等對(duì)汞的富集情況可以較好地預(yù)測(cè)魚體汞的累積量，水體總有機(jī)碳濃度、富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)等會(huì)影響汞的生物富集及其沿食物鏈的生物放大[66-67]。有研究已證實(shí)，環(huán)境中的多氯聯(lián)苯(PCBs)會(huì)在羅非魚體內(nèi)富集[68]。但Barber等[69]發(fā)現(xiàn)，在1個(gè)PCBs濃度較高的污水處理廠人工濕地內(nèi)，羅非魚(Tilapiamossambica)體內(nèi)PCBs的濃度卻極低，這可能是環(huán)境條件、食性不同以及多種污染物的相互作用導(dǎo)致的。Dale等[70]通過(guò)設(shè)置養(yǎng)殖網(wǎng)箱研究了垃圾場(chǎng)附近海域污染物對(duì)大西洋鱈魚(Gadusmorhua)的影響，結(jié)果表明，富集PCBs最高的鱈魚網(wǎng)箱并不在海底PCBs最高區(qū)域，而且雖然PCBs在魚體富集，但檢測(cè)PCBs的分子標(biāo)記Cyp1a在基因表達(dá)或蛋白水平方面均無(wú)顯著改變。上述研究可見野外實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性及其與實(shí)驗(yàn)室研究的差異性。因此，開展野外實(shí)驗(yàn)以及種群和生態(tài)系統(tǒng)等宏觀尺度的研究意義重大。但目前這方面的研究相對(duì)缺乏。

3 有機(jī)錫化合物對(duì)魚類生殖的影響

有機(jī)錫化合物被廣泛地應(yīng)用于用于木材、船舶的防腐，是水體中常見的污染物。Jiang等[71]的監(jiān)測(cè)表明，1998—1999年間，中國(guó)東南沿海主要港區(qū)及滇池、白洋淀等水體的TBT含量在0.8～976.9 ng/L(以錫的量計(jì))，僅有少數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)濃度低于0.5 ng/L的最低檢出限。有機(jī)錫通過(guò)抑制雌激素合成途徑關(guān)鍵酶、干擾雌激素核受體基因表達(dá)等，導(dǎo)致魚類雄性化、破壞性腺和生殖細(xì)胞的結(jié)構(gòu)功能、改變正常的生殖行為。以下以TBT、TPT等有機(jī)錫污染物為例，綜述其對(duì)魚類性生殖的影響。

3.1 導(dǎo)致魚類雄性化

TBT早期暴露會(huì)導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的雄性化現(xiàn)象。McAllister等[54]對(duì)斑馬魚(Daniorerio)的研究表明，初孵仔魚經(jīng)TBT暴露70 d，停止暴露至成熟時(shí)，群體雄性比例明顯提高。Santos等[72]報(bào)道了在TBT與乙炔基雌二醇(EE2)聯(lián)合暴露中，EE2抵消TBT引起的斑馬魚雄性化現(xiàn)象，范家誠(chéng)等[73]的研究表明，E2和TBT同時(shí)暴露，當(dāng)TBT濃度較高時(shí)，能夠抑制E2對(duì)卵黃蛋白原基因vtg1和雌激素受體基因esr1的表達(dá)誘導(dǎo)作用。Shimasaki等[74]用對(duì)35～100日齡的褐牙鲆(Paralichthysolivaceus)進(jìn)行餌料途徑TBT暴露(添加量為0.1和1.0 μg/g)，結(jié)果受試魚的雄性比例明顯提高，同時(shí)P450-arom基因表達(dá)下降。這些研究說(shuō)明，TBT作為芳香化酶抑制劑會(huì)使雌激素合成受阻，從而導(dǎo)致作用對(duì)象雄性化。

3.2 破壞性腺和生殖細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能

TBT對(duì)雌、雄魚影響不同。雄魚方面，McAllister等[54]報(bào)道了TBT引起斑馬魚(D.rerio)精子鞭毛數(shù)量減少、精子活力下降現(xiàn)象；Nakayama等[75]報(bào)道了TBT暴露導(dǎo)致青鳉(O.latipes)受精率下降；范立民等[76]報(bào)道，氯化三丁基錫(TBT-Cl)導(dǎo)致羅非魚(O.aureus)精巢細(xì)胞凋亡率顯著提高。針對(duì)TBT會(huì)影響精子質(zhì)量的現(xiàn)象，Thresher等[18]用非類固醇類芳香化酶抑制劑法處理斑馬魚(D.rerio)和青鳉(O.latipes)，結(jié)果同樣會(huì)導(dǎo)致精子活動(dòng)能力下降、活動(dòng)持續(xù)時(shí)間減少以及精子畸形，證實(shí)了此前關(guān)于雌激素在精子發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的假說(shuō)，說(shuō)明TBT對(duì)于精子的影響也與芳香化酶抑制有關(guān)。周群芳等[77]對(duì)稀有魚句鯽(G.rarus)的研究表明，經(jīng)TBT-Cl暴露2周，雄魚成熟系數(shù)(GSI)顯著提高。但Zhang等[23]在對(duì)褐菖鲉(S.marmoratus)的研究中卻發(fā)現(xiàn)，TBT暴露導(dǎo)致雄魚GSI下降，同時(shí)出現(xiàn)精巢小葉間隔間質(zhì)纖維化嚴(yán)重、支持細(xì)胞功能受到破壞、精巢小葉間隔脂肪滴量提高、總脂含量增加等。Sun等[78]也發(fā)現(xiàn)，TPT會(huì)導(dǎo)致褐菖鲉雄魚GSI下降，精巢組織學(xué)改變等類似現(xiàn)象。此外，吳鵬等[79]報(bào)道，TBT-CL會(huì)導(dǎo)致卵胎生魚類孔雀魚(Poeciliareticulata)雄性生殖足指數(shù)增加。

雌魚方面，Xiao等[80]報(bào)道，TBT暴露導(dǎo)致斑馬魚(D.rerio)雌魚性腺指數(shù)、產(chǎn)卵量、受精卵的孵化率以及仔魚的成活率都顯著下降，卵巢內(nèi)卵泡總數(shù)減少，且早期卵泡比例顯著增加，發(fā)育后期卵泡明顯減少。Zhang等[81-82]報(bào)道，TBT暴露導(dǎo)致褐菖鲉(S.marmoratus)雌魚卵黃生成期卵泡比例下降，早期的卵泡比例上升，卵泡凋亡顯著增加，卵巢中性脂質(zhì)顆粒減少，間質(zhì)異位脂質(zhì)和總脂升高，卵巢和卵母細(xì)胞的功能受到影響。Horie等[83]對(duì)于青鳉(O.latipes)的研究表明，TBT會(huì)導(dǎo)致雌魚肝臟Vtg水平和產(chǎn)卵量顯著降低。此外，Zhang等[84]從TBT對(duì)雌、雄魚芳香化酶Cyp19b、雌激素受體基因ERα、ERβ等相關(guān)基因表達(dá)的不同影響方面報(bào)道了TBT影響的性別差異性。

3.3 影響生殖行為

有機(jī)錫化合物還會(huì)影響魚類的生殖行為。Zhang等[85]研究發(fā)現(xiàn)，TPT暴露會(huì)使孔雀魚(P.reticulata)雄魚的“sneaking attempts”行為(即從后方追逐雌魚并試圖交配的行為)出現(xiàn)頻率顯著增加，這可能與TBT導(dǎo)致其體內(nèi)T水平上升有關(guān)。但雄魚皮膚類胡蘿卜素含量下降，體色變暗，對(duì)雌魚的吸引力降低。這可能是TBT導(dǎo)致體內(nèi)氧化應(yīng)激，消耗了類胡蘿卜素所致，表明TBT還可能通過(guò)引起氧化應(yīng)激等其他途徑導(dǎo)致魚類生殖異常。Xiao等[80]也報(bào)道了斑馬魚(D.rerio)經(jīng)TBT暴露后，雌、雄魚在產(chǎn)卵區(qū)停留時(shí)間都明顯減少的現(xiàn)象。Nakayama等[75]對(duì)青鳉(O.latipes)進(jìn)行TBT以及TBT和PCBs聯(lián)合暴露后，發(fā)現(xiàn)主動(dòng)求偶的雄魚數(shù)量以及雄魚求偶行為的出現(xiàn)頻率都顯著降低。魚類生殖行為與體內(nèi)類固醇激素以及生物信息素等的調(diào)控有關(guān)[86-87]。但目前有關(guān)環(huán)境激素對(duì)生殖行為的影響機(jī)制的研究，特別是對(duì)生物信息素的影響研究較少。

3.4 對(duì)子代的影響

有機(jī)錫污染物會(huì)致染色體畸變、DNA損傷[88-89]，并且會(huì)通過(guò)在卵子中的累積直接傳遞給下一代，導(dǎo)致魚類子代畸形、繁殖力下降等。Horie等[81]報(bào)道，TPT暴露導(dǎo)致青鳉(O.latipes)F0和F1代產(chǎn)卵數(shù)量、受精率及肝臟Vtg水平下降，并且相對(duì)于F0代，F(xiàn)1代在更低的濃度組出現(xiàn)上述反應(yīng)，認(rèn)為這是由于TPT從親本到子代的累積傳遞所致。但該研究在1.0～3.2 μg/L的暴露濃度范圍內(nèi)沒有觀察到性腺組織學(xué)方面的異常。Zhang等[90]在更低的暴露濃度下(1.6～1 000.0 ng/L)對(duì)青鳉親本進(jìn)行TPT暴露5周后，親本Vtg基因表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致卵黃累積不足，卵子質(zhì)量下降，子代出現(xiàn)胚胎發(fā)育期間血管出血、眼部畸形或無(wú)眼、脊柱彎曲以及連體、卵巢中成熟卵母細(xì)胞數(shù)量減少以及卵泡鎖閉等現(xiàn)象，并且在暴露結(jié)束后在卵子中檢測(cè)到TPT，說(shuō)明TPT會(huì)通過(guò)母體向子代傳遞。吳鵬等[79]對(duì)孔雀魚(P.reticulata)的研究中也觀察到TBT-Cl暴露會(huì)導(dǎo)致子代脊柱彎曲和卵黃囊腫發(fā)生率顯著提高現(xiàn)象。

4 展望

為保護(hù)生態(tài)環(huán)境與資源，確保食品安全和人類健康，筆者認(rèn)為，今后應(yīng)在以下4個(gè)方面加強(qiáng)研究：(1)結(jié)合地區(qū)氣候特點(diǎn)和污染現(xiàn)狀，加強(qiáng)環(huán)境激素的環(huán)境行為和不同環(huán)境激素之間相互作用的相關(guān)研究，更好地將實(shí)驗(yàn)室研究成果應(yīng)用于環(huán)境和資源保護(hù)；(2)養(yǎng)殖魚類直接關(guān)乎人體健康，我國(guó)養(yǎng)殖魚類種類繁多，相應(yīng)的養(yǎng)殖模式也多樣化。針對(duì)養(yǎng)殖魚類，結(jié)合養(yǎng)殖環(huán)境開展的相關(guān)研究尤顯不足，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)；(3)新型化合物、藥物等不斷加速面世，帶來(lái)了更多潛在的健康和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)加速開展針對(duì)新型化合物的環(huán)境行為和毒理效應(yīng)等相關(guān)研究；(4)應(yīng)注重綜合生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等相關(guān)學(xué)科的最新研究成果，開發(fā)新的研究技術(shù)和設(shè)備，推進(jìn)環(huán)境激素研究不斷深入。