tcdd对斑马鱼胚胎发育毒性的研究进展

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1、TCDD对斑马鱼胚胎发育毒性的研究进展作者：李万芳，靳洪涛，王爱平摘要】二恶英具有致癌、致畸作用以及心血管神经内分泌毒性，近几年研究发现二恶英的胎盘毒性是其导致宫内死亡的重要原因。TCDD是二恶英类化合物中毒性最强的一种。TCDD对斑马鱼胚胎发育毒性有了较全面和深入的认识，对阐明TCDD对人类胚胎发育毒性有重要意义。【关键词】2，3，7，8-四氯二苯并对二恶英（TCDD）；斑马鱼；胚胎发育毒性自我国加入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，简称《POPs公约》，人们对环境持久性污染物（POPs）的认识不断加强，有关二恶英（Dioxin）的研究也受到重视。除皮肤毒性、生殖毒性、

2、免疫毒性、致癌性之外，二恶英的胎盘毒性尤为引人注目［1］。其中，2,3,7,8－四氯二苯并对二恶英（2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin，简称TCDD）毒性最强，同时也是研究最彻底的，因此常常用TCDD这个称呼来代替二恶英类化合物。TCDD对猴、兔、豚鼠、大鼠、小鼠、鸡的毒性研究较多，鱼类也是TCDD的敏感生物之一，特别是在胚胎期［2］。斑马鱼（Daniorerio）是属于辐鳍亚纲（Actinopterygii）鲤科（Cyprinidae）短担尼鱼属（Danio）的一种硬骨鱼。1981年，StrEisinger等报道了斑马鱼的体外受精及单倍体诱导

3、技术，建立了纯合品系，并介绍了斑马鱼的第一个自然突变体-golden，至今已证明斑马鱼是适合用于饱和诱变的唯一的脊椎动物。目前斑马鱼、人、小鼠是生命科学研究中三种主要的模式脊椎动物。　　1斑马鱼作为胚胎发育毒性研究模式生物的优势首先，斑马鱼是脊椎动物，心血管、血液、消化道、肝脏、肾脏以及视觉系统与人类相应系统有许多共同特点。斑马鱼的基因组中含有约30000个基因，这个数目与人差不多，而且它的许多基因与人体存在相应关系。其次，斑马鱼还具以下独特优势：成年鱼个体小，易于饲养；常年产卵，成熟的雌鱼每隔1周可产几百枚卵；卵在体外受精、发育，对母体无任何影响；从受精卵发育到完整的胚胎形成只

4、需24h。又由于胚胎完全透明，可视性好，即使在发育的高级阶段，仍然可以观察到全部的细胞，荧光染色或使用其他标记物可使细胞系观察得更清楚［3］。研究者不仅能跟踪观察每个细胞的发育命运，也可观察到原肠期的细胞运动、脑区形成和心跳等胚胎发育情况［4］，同时发育异常的突变体也很容易被鉴别出来［5］。现对于斑马鱼的研究已经成功地发展了突变技术，建立了斑马鱼遗传图谱，分析了有价值的突变体，成功地发展了转基因斑马鱼技术，这些都成为毒理学研究的优良资源。另外，斑马鱼的胎心类似于人胚胎的心脏，分为心房和心室，房室之间有瓣膜。斑马鱼特别适合于心血管系统的研究，因为在活的鱼卵中，心脏明显的形态和功能缺

5、陷能用肉眼直接观察到，较细微的差别可通过分子标记物来识别。而且斑马鱼仔鱼早期生存不依赖于血液循环［6］，这为观察心血管系统异常发育的发展过程提供了一个极好的模型。　　2TCDD对斑马鱼的胚胎毒性2.1致死性董武、魏强等报道24hpf（受精后24h）染毒至180hpf，摄食对照群，0.1μg/L，0.3μg/L，0.5μg/L，1μg/L，10μg/L染毒群的死亡率分别是0，0，5%，60.2%，61.8%，100%。10μg/L染毒群在144hpf已全部死亡［7］。这种试验条件下180hpf的LC50约为0.3～0.5μg/L。Henry等测定240hpf的LC50为2.5ngT

6、CDD/gegg［8］。使用6ng/mlTCDD（4hpf）染毒，144hpf开始出现死亡，240hpf全部死亡，虽然推迟至96hpf染毒能避免心血管缺陷的出现，但并不能避免致死现象［9］。可见，TCDD引起的致死性不依赖于心血管毒性。2.2下颌发育短小斑马鱼下颌发育短小已成为TCDD引起的典型毒性之一［10～14］。24hpf开始对斑马鱼胚胎持续静态染毒至观察结束，1ppb染毒群在60hpf引发下颌生长的显著（P<0.05）抑制，且作用强度与TCDD浓度正相关的［10］。对下颌与身长的比值进行研究，证明TCDD的对下颌的抑制作用是特异的，不是继发于对胚胎发育的抑制。软骨染

7、色观察显示TCDD能显著抑制头部软骨的生长，特别是Meckel’s软骨，但并不影响软骨的形成。为了确定TCDD对胚胎的作用时间，分别在0，12，24，36，48，60，72，84hpf开始染毒，96hpf观察对下颌发育的影响。0～24hpf染毒对下颌抑制的程度无明显区别，随后24～84hpf染毒对下颌的抑制作用逐渐降低。可见于24hpf完成的神经嵴细胞的分化过程［15］不是TCDD产生下颌短小毒性的关键时期（criticalperiod）。尽管躯干血液循环显著降低，但直到下颌生长