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微塑料与金属砷联合暴露对斑马鱼的生殖和生长发育毒性效应研究

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微塑料与金属砷联合暴露对斑马鱼的生殖和生长发育毒性效应研究

作者：张争南方医科大学

学位级别：硕士

研究背景:微塑料因其吸附重金属的能力而被广泛研究。在自然环境中,砷以不同的形式存在,其毒性主要取决于其形态和浓度。然而不同形式的砷与微塑料结合的生物危害尚未被探索。研究目的:本研究旨在揭示不同形态砷在聚苯乙烯微塑料上的吸... 详细信息

研究背景:微塑料因其吸附重金属的能力而被广泛研究。在自然环境中,砷以不同的形式存在,其毒性主要取决于其形态和浓度。然而不同形式的砷与微塑料结合的生物危害尚未被探索。研究目的:本研究旨在揭示不同形态砷在聚苯乙烯微塑料上的吸附机理,研究聚苯乙烯微塑料对不同形态砷在斑马鱼幼鱼中的组织积累和发育毒性的影响。同时进一步探究聚苯乙烯微塑料联合毒性更大的三价砷是否影响斑马鱼的生殖功能以及是否具有跨代毒性作用。结果与讨论:1.微塑料与不同形态砷的吸附机制研究结果表明,微塑料对三价砷的吸附能力比二甲基砷高35倍,其中氢键在吸附过程中起着重要作用。此外,三价砷和二甲基砷在微塑料上的吸附符合准二级动力学模型以及Freundlich模型。2.微塑料与不同形态砷联合暴露对斑马鱼胚胎的毒性作用(1)微塑料还降低了幼鱼发育早期三价砷在其体内的累积,从而提高了孵化率;而微塑料对幼鱼二甲基砷的累积没有影响,降低了胚胎的孵化率。除微塑料暴露组外,其他处理组均可导致斑马鱼幼鱼心率下降。联合三价砷或联合二甲基砷暴露均导致幼鱼氧化应激,但联合三价砷会在幼鱼发育后期引起更严重的氧化应激反应。(2)相比单独暴露,微塑料和三价砷联合暴露会产生特异性代谢差异,主要影响嘌呤代谢通路,促进特异性代谢紊乱。然而联合二甲基砷暴露所影响的代谢途径则与二者单独暴露基本一致。表明这两种化学物质具有独立的作用。综上所述,我们的研究结果强调,微塑料和不同形式的砷的联合毒性构成了不可忽视的健康风险。3.微塑料联合三价砷暴露对斑马鱼生殖系统及子代生长发育的毒性作用研究(1)结果表明,与单独暴露组相比,微塑料联合三价砷暴露会显著影响雌性斑马鱼的卵巢发育,导致性腺指数降低,同时,从组织学上可观察到初级生长期卵母细胞比例显著降低以及成熟期卵母细胞比例显著增高。无论是联合暴露或者单独暴露,均影响性激素分泌的平衡,但是联合暴露对于性激素的影响更大。(2)微塑料与三价砷联合暴露对卵巢代谢的影响更大,主要影响鞘脂代谢,亚油酸代谢,半乳糖代谢等代谢,这些则与氧化应激、性激素的合成以及脂质合成有关。(3)微塑料单独暴露对于子代的跨代毒性效应不明显,砷单独暴露有明显的跨代毒性效应,而当二者联合暴露后,对子代早期发育抑制效应趋势增强,体现在子代早期发育死亡率增高、孵化率降低以及心率的衰减。我们的研究结果表明,相比较微塑料单独的毒性作用,更让人不可忽视的是其联合其他毒物的复合毒性作用。

关键词：微塑料重金属砷斑马鱼生殖毒性生长发育毒性

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亚致死剂量氰戊菊酯对家蚕生长发育的影响

浙江农业学报 2024年第2期36卷 264-271页

作者：俞瑞鲜胡秀卿柳新菊汤涛吴珉吴声敢赵学平浙江省农业科学院农产品质量安全与营养研究所浙江杭州310021 农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室浙江杭州310021

采用浸叶法测定了氰戊菊酯对家蚕的急性毒性和生长发育毒性,为农桑混栽区害虫防治药剂选择提供参考。急性毒性试验结果表明:氰戊菊酯对2龄起蚕的96 h-LC50为0.251~0.570 mg·L^(-1),属于高毒和剧毒级别。生长发育毒性试验结果表明:亚致... 详细信息

采用浸叶法测定了氰戊菊酯对家蚕的急性毒性和生长发育毒性,为农桑混栽区害虫防治药剂选择提供参考。急性毒性试验结果表明:氰戊菊酯对2龄起蚕的96 h-LC50为0.251~0.570 mg·L^(-1),属于高毒和剧毒级别。生长发育毒性试验结果表明:亚致死剂量(0.062 8、0.020 9、0.006 98、0.002 33、0.000 775 mg·L^(-1))的氰戊菊酯处理对家蚕眠蚕体重和发育历期有一定的影响,但随着家蚕龄期的增长其影响逐渐减弱;0.002 33、0.000 775 mg·L^(-1)氰戊菊酯处理对家蚕化蛹率和死笼率有显著影响(P生长发育影响明显;0.062 8、0.020 9、0.006 98 mg·L^(-1)氰戊菊酯处理组家蚕茧层量显著低于对照组(P毒性和慢性毒性效应。因此,在农桑混栽区使用氰戊菊酯时应注意,避免雾滴漂移或其他农事活动污染桑园引起家蚕中毒。

关键词：氰戊菊酯家蚕亚致死效应生长发育毒性

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秀丽隐杆线虫在真菌毒素毒理学研究中的应用进展

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河南工业大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 1-8页

作者：周湘宜胡梁斌莫海珍周威姚丽姗徐丹陕西科技大学食品科学与工程学院陕西西安710021 河南科技学院食品学院河南新乡453000

真菌毒素是由丝状真菌产生的有毒次级代谢产物,可通过食物链累积传递,由于其稳定性强,难以消减,对消费者造成了极高的暴露风险,严重影响婴幼儿等人群的成长发育。因此,真菌毒素毒理学已从实质性靶器官的毒性研究扩展到长期高暴露对生命... 详细信息

真菌毒素是由丝状真菌产生的有毒次级代谢产物,可通过食物链累积传递,由于其稳定性强,难以消减,对消费者造成了极高的暴露风险,严重影响婴幼儿等人群的成长发育。因此,真菌毒素毒理学已从实质性靶器官的毒性研究扩展到长期高暴露对生命早期人群的毒性研究。秀丽隐杆线虫因其具有发育快、基因与人类高度同源、遗传背景清晰等优点,已成为评估外源性毒素发育毒性的首选模式生物。从生长发育毒性、生殖发育毒性和神经发育毒性3个角度综述了秀丽隐杆线虫在真菌毒素毒理学研究中的应用,重点分析了真菌毒素对幼虫期秀丽隐杆线虫的发育毒性效应,探究了真菌毒素的发育毒性分子机制,有助于建立标准化的真菌毒素毒理学评价模型,为真菌毒素食源性干预剂的筛选提供科学依据。

关键词：真菌毒素秀丽隐杆线虫生长发育毒性生殖发育毒性神经发育毒性

矸石山及其周边村庄土壤浸出液对大麦的毒性作用

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环境科学 2020年第6期41卷 2936-2941页

作者：尚誉杨丰隆宁夏董轶茹桑楠山西大学环境与资源学院太原030006 山西省环境监控中心太原030027

煤矸石是煤炭开采过程中产生的一种有害固体废弃物,长期堆积会对周边环境造成严重的危害.为探究矸石山的生态风险,本研究通过水培实验方法考察了煤矸石及其下游村庄土壤浸出液在不同稀释浓度(1∶27、1∶9、1∶3和1∶1)下对大麦生长发育... 详细信息

煤矸石是煤炭开采过程中产生的一种有害固体废弃物,长期堆积会对周边环境造成严重的危害.为探究矸石山的生态风险,本研究通过水培实验方法考察了煤矸石及其下游村庄土壤浸出液在不同稀释浓度(1∶27、1∶9、1∶3和1∶1)下对大麦生长发育的影响及遗传损伤效应.结果表明,低浓度煤矸石浸出液对大麦幼苗根和芽的生长有轻微促进作用,而高浓度煤矸石和村庄土壤浸出液则显著抑制其萌发和生长.随着煤矸石浸出液浓度的升高,大麦叶片丙二醛(MDA)含量增加,叶绿素(Chl)呈现先升高后降低的趋势,而村庄土壤浸出液则表现出较低的毒性效应.此外,高浓度的煤矸石和村庄土壤浸出液导致大麦根尖细胞有丝分裂指数的降低和微核发生率的增加,提示其可能涉及遗传毒性.本研究结果为煤矸石堆放区及其周边土壤的生态风险评估提供了实验依据.

关键词：矸石山土壤浸出液大麦生长发育毒性遗传损伤

紫外吸收剂在湖泊中的分布及其对底栖动物的毒性效应

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生态毒理学报 2019年第3期14卷 1-17页

作者：仝天衡杨慧婷陈辉辉梁雪芳谷孝鸿内蒙古大学生态与环境学院内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室呼和浩特010021 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008

紫外吸收剂大量用于工业材料和个人护理品中,近年来在水体中不断被检出,同时由于其高度亲脂性,易在底泥和水生生物体内富集,产生潜在的毒性效应,已成为一类新型污染物。本文综述了紫外吸收剂在湖泊环境中的分布和生物富集效应,重点分析... 详细信息

紫外吸收剂大量用于工业材料和个人护理品中,近年来在水体中不断被检出,同时由于其高度亲脂性,易在底泥和水生生物体内富集,产生潜在的毒性效应,已成为一类新型污染物。本文综述了紫外吸收剂在湖泊环境中的分布和生物富集效应,重点分析了二苯甲酮类等典型紫外吸收剂对底栖动物的药物代谢系统、抗氧化系统及其生长发育的影响及其毒性作用机制,并对未来该领域的研究进行了展望。

关键词：紫外吸收剂底栖动物生长发育毒性湖泊氧化应激

典型SSRIs类抗抑郁药对鱼类的毒性效应研究进展

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生态毒理学报 2021年第3期16卷 28-39页

作者：杨慧婷李霞陈辉辉毛志刚谷孝鸿梁雪芳内蒙古大学生态与环境学院内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室呼和浩特010021 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008

选择性血清素再摄取抑制剂(selective serotonin reuptake inhibitors,SSRIs)是一类在临床上具有良好治疗效果的抗抑郁药物,由于使用量巨大,在水环境中频繁被检出,其潜在生态毒性效应引起人们的广泛关注。鱼类作为水生脊椎动物,具有和... 详细信息

选择性血清素再摄取抑制剂(selective serotonin reuptake inhibitors,SSRIs)是一类在临床上具有良好治疗效果的抗抑郁药物,由于使用量巨大,在水环境中频繁被检出,其潜在生态毒性效应引起人们的广泛关注。鱼类作为水生脊椎动物,具有和人类相似的神经调控系统,更易受到水体中残留的SSRIs的影响。本文综述了SSRIs在鱼类体内的代谢和生物积累效应,以及SSRIs对鱼类产生的生长发育毒性、生殖毒性和神经行为毒性,并对未来该领域的研究进行了展望。

关键词：选择性血清素再摄取抑制剂鱼类生长发育毒性生殖毒性神经行为毒性

孕期六氟环氧丙烷二聚体酸暴露对大鼠甲状腺功能及其子代生长发育的影响

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孕期六氟环氧丙烷二聚体酸暴露对大鼠甲状腺功能及其子代生长发育...

作者：陈国威大连医科大学

学位级别：硕士

背景六氟环氧丙烷二聚体酸（HFPO-DA,商品名Gen-X）是一种良好的作为直链全氟烷基物质（PFAS）和全氟辛烷酸（PFOA）的新型替代化合物,因其特有的短链结构,具有短半衰期及在生物体内蓄积性低的特点而被当前社会广泛应用于化工及日用品... 详细信息

背景六氟环氧丙烷二聚体酸（HFPO-DA,商品名Gen-X）是一种良好的作为直链全氟烷基物质（PFAS）和全氟辛烷酸（PFOA）的新型替代化合物,因其特有的短链结构,具有短半衰期及在生物体内蓄积性低的特点而被当前社会广泛应用于化工及日用品制造产业。但是其对于人类及生态环境的危害或潜在风险尚缺乏足够的证据及研究,特别是对于孕、产妇及儿童等高风险人群。因此,关于Gen-X的潜在危害及可能机制引发了全社会的高度关注。目的本实验研究暴露于Gen-X中对妊娠期大鼠甲状腺功能及子代胎鼠生长发育的影响,目的是为探讨Gen-X暴露对于孕、产妇及新生儿的潜在风险及影响提供依据。方法将（GD）(Gestation Days,妊娠日)0.5天的SD（Sprague-Dawley）大鼠随机分为对照组（只给予去离子水）、低剂量组（1mg/kg）、中剂量组（10mg/kg）和高剂量组（100mg/kg）四组,每组8只。在GD0.5-19.5期间,妊娠的大鼠每天按照规定的剂量给予口服Gen-X。在GD19.5时对所有妊娠大鼠实施安乐死,并通过心脏穿刺采血的方式,收集孕鼠血清,然后取出胎鼠,测量并记录每只孕鼠体内的胎鼠数量、胎鼠的成活率及畸形率,同时测量并记录胎鼠的出生体重、身长和尾长。取母鼠的甲状腺组织,用苏木精和伊红染色（H&E染色）行病理切片,观察并评估其病理学形态是否改变;采用ELISA试剂盒,测定母鼠血清中甲状腺激素（THs）水平,包括促甲状腺激素（TSH）,总四碘甲状腺原氨酸（TT）和总三碘甲状腺原氨酸（TT）水平,并且采用HPLC-MS/MS进行母体血清中Gen-X水平的检测。结果1孕期Gen-X暴露对子代胎鼠生长发育的影响与对照组相比,Gen-X暴露导致胎鼠的出生体重、身长及尾长均随着暴露剂量的增加而下降,呈现出明显的负相关性;且100mg/kg组Gen-X暴露后胎鼠的出生体重、体长和尾长均显著降低,差异具有统计学意义（P0.05）。对甲状腺组织病理的影响,发现孕鼠甲状腺组织病理切片提示在Gen-X暴露100mg/kg剂量组的甲状腺组织形态发生改变,与对照组及中低剂量组相比,发现部分甲状腺滤泡腔减小,甲状腺滤泡内胶质减少及甲状腺滤泡增生。结论综上所述,我们得到结论,在100mg/kg剂量组的Gen-X中暴露会导致母体甲状腺激素水平紊乱,破坏甲状腺组织微结构以及导致子代宫内生长发育迟缓,因此可以提示Gen-X是一种具有子代生长发育毒性及母体甲状腺干扰毒性的物质,进而推测可能对妊娠母亲及胎儿产生潜在的风险与影响。

关键词：六氟环氧丙烷二聚体酸(Gen-X) 甲状腺毒性生长发育毒性

邻苯二甲酸二辛酯对热带爪蛙生态毒性效应的研究

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邻苯二甲酸二辛酯对热带爪蛙生态毒性效应的研究

作者：潘欣颖广东工业大学

学位级别：硕士

邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)是一种被广泛应用于塑料制造行业中的增塑剂。然而,随着塑料制品的普及以及环境条件的变化,DEHP不可避免地释放在环境中,其中,水环境是出现DEHP污染的主要环境介质,这对水生生态的健康与安全造成潜在的危害。因此... 详细信息

邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)是一种被广泛应用于塑料制造行业中的增塑剂。然而,随着塑料制品的普及以及环境条件的变化,DEHP不可避免地释放在环境中,其中,水环境是出现DEHP污染的主要环境介质,这对水生生态的健康与安全造成潜在的危害。因此,研究DEHP对不同生长周期两栖类动物的毒性研究具有深远的意义。本文通过表观形态学、生物化学、组织病理学、分子生物学和转录组学,以热带爪蛙为模式动物,研究DEHP对热带爪蛙胚胎阶段和成蛙阶段的生态毒性效应。本研究首先探究了DEHP对热带爪蛙胚胎的生长发育毒性,结果表明,热带爪蛙胚胎的孵化率不受影响但存活率被显著抑制。胚胎畸形现象最早出现在暴露的第48 h,包括心包水肿与脊柱弯曲。心包水肿的致畸率具有剂量-效应和时间-效应。胚胎心率在第48 h显著增加,随后在DEHP浓度增加的情况下逐渐降低,心脏面积也显著下降。在暴露的第48 h与96 h,浓度为1、5、10 mg/L的DEHP均显著抑制心脏的CAT酶活性,也显著抑制了与之对应的抗氧化基因cat的表达;与心脏相关的生长基因(nkx2.5)与供能基因(pparα、pgc-1α)的相对表达量也被显著抑制。以上结果说明DEHP对热带爪蛙胚胎的最早敏感时间点为第24-48 h。其次,本研究探究了DEHP对成蛙的肝脏毒性效应及潜在机制。结果表明,浓度为1.8 mg/L的DEHP能显著增加肝脏指数,诱导肝细胞结构损伤,包括细胞空泡化、细胞核加深、线粒体形态异常与脂质积累,其中,脂质积累的面积还呈现出剂量-效应关系。DEHP诱导肝细胞内的ROS显著增加,抗氧化相关的基因(nrf2、gst)被显著抑制,导致抗氧化剂(SOD、CAT、GST、GSH)的活性随着DEHP浓度的增加呈下降趋势。另外,DEHP显著抑制脂质代谢基因,导致细胞内脂肪酸代谢紊乱,成为脂质积累产生的机制。最后,本研究还探究了DEHP对成蛙的心脏毒性效应及潜在机制。结果显示,0.6和1.8 mg/L DEHP均显著增加心脏系数;病理检查表明各DEHP处理组均产生心肌结构损伤,包括心肌宽度变大、纤维断裂,1.8 mg/L组还出现纤维方向无序和纤维形态呈波浪状的损伤;各DEHP处理组均以剂量-效应的形式产生了ROS积累。转录组测序结果显示,DEHP普遍引起细胞质、心肌细胞及相关蛋白的功能过程、线粒体相关功能的变化,细胞质内的Ca水平异常可能是心肌损伤和心脏ROS积累的潜在机制;胰高血糖素信号通路相关基因的抑制表达呈剂量-效应关系,是心肌损伤类型逐渐增多的主要诱因。综上结果完善了DEHP的水生生态毒性评估,为增塑剂的管制措施与风险体系的建立提供参考信息。

关键词：邻苯二甲酸二辛酯热带爪蛙生长发育毒性肝脏毒性心脏毒性

ZnSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫的生殖与遗传毒性效应

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ZnSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫的生殖与遗传毒性效应

作者：杨洋西南大学

学位级别：硕士

量子点在各个科学研究领域表现出良好的应用前景,其应用越来越广泛,与量子点的其他研究相比,其生理毒性的研究工作显得较为缺乏,所以其所带来的环境污染和生物安全问题越来越引起国内外学者的关注。与目前研究较多的Cd类量子点相比,ZnSe... 详细信息

量子点在各个科学研究领域表现出良好的应用前景,其应用越来越广泛,与量子点的其他研究相比,其生理毒性的研究工作显得较为缺乏,所以其所带来的环境污染和生物安全问题越来越引起国内外学者的关注。与目前研究较多的Cd类量子点相比,ZnSe/ZnS量子点不含重金属元素,但对于其是否比含镉量子点更安全,是否会对生物体造成危害都未可知,所以对其的生物毒性研究尤为必要。本研究以稀有鮈鲫为材料,旨在探讨ZnSe/ZnS量子点对亲本生殖系统、子一代生长发育的影响,从而揭示ZnSe/ZnS量子点的生殖与遗传毒性效应,为ZnSe/ZnS量子点的生物安全性评估提供基础资料,为其的利用和推广提供理论基础。本研究从两个部分对ZnSe/ZnS量子点的生殖与遗传毒性进行了探究:第一部分实验是探究ZnSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫亲鱼生殖系统的毒性,随机选择性成熟的稀有鮈鲫,设置5个ZnSe/ZnS量子点浓度组和一个空白对照组,空白对照组不做任何处理,实验组浓度分别为50、100、200、400、800nmol/L,以腹腔注射的方式进行暴露,研究不同浓度ZnSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫性腺结构、生殖相关基因(雄激素受体(AR)、雌激素受体(ER)、Dmrt1)的表达、精子活力、精子DNA损伤和精子DNA损伤修复相关基因(X线交叉互补修复基因1(Xrcc1))表达的影响。第二部分是探究ZnSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫F1代的生长发育毒性,在胚胎发育的不同关键时期研究不同浓度ZnSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫F1代胚胎形态/行为、抗氧化酶活性和MDA含量、DNA损伤和DNA损伤修复基因Xrcc1表达的影响,当发育至成鱼后检测其雌雄比例和生长指数。ZnSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫亲鱼的结果显示:ZnSe/ZnS量子点处理后会对稀有鮈鲫精巢结构造成一定损伤,高浓度组均表现出不同程度的非细胞区域增大,生殖细胞减少,另外800nmol/L浓度组精巢还出现生殖细胞丢失后产生的空腔,对卵巢结构影响不明显。精巢中生殖相关基因AR基因、Dmrt1基因的转录水平均显著降低。此外,ZnSe/ZnS量子点还会抑制亲鱼精子DNA损伤修复关键基因Xrcc1表达,引起精子DNA损伤以及精子活力降低。ZnSe/ZnS量子点对稀有鮈鲫F1代的毒性结果显示:ZnSe/ZnS量子点暴露后F1代胚胎出现脊柱弯曲、尾部弯曲、心包囊水肿、卵黄畸形等多种毒性症状,自主运动频率和心率减缓,胚胎孵化时间改变,并导致孵化率降低,抗氧化酶SOD、CAT、GSP-Px酶活力有不同程度的上升,高浓度组MDA含量上升,高浓度组出现DNA损伤以及DNA损伤修复相关基因Xrcc1表达下降。此外,ZnSe/ZnS量子点暴露后F1代成鱼雌性个体的比例上升,全长、体长、体高和体重较对照组均有不用程度的上升,浓度越低上升越明显。本研究结果表明ZnSe/ZnS QDs暴露稀有鮈鲫成鱼后,引起其精巢结构发生变化,精巢生殖相关基因和精子DNA损伤修复相关基因下调,精子出现DNA损伤以及精子活力降低;并且继发性的引起F1代胚胎发育畸形,出现氧化应激、DNA损伤和DNA损伤修复相关基因下调,以及F1代成鱼性比和生长指数改变。

关键词： ZnSe/ZnS量子点稀有鮈鲫生殖毒性遗传毒性生长发育毒性