拟除虫菊酯(pyrethroid)是根据天然除虫菊素(pyrethrin)的化学结构而合成的一类杀虫剂。根据拟除虫菊酯结构中是否含有氰基,可将拟除虫菊酯分为I型和II型两种,其中I型分子构型中不含氰基,II型则含有氰基。溴氰菊酯(Deltamethrin,DM)是一种II型拟除虫菊酯,因为具有低毒、高效及低残留的特点而被广泛使用。DM是水体生态系统中常见的污染物之一,目前针对DM急性毒性方面的研究不在少数,但关于其作用机理与机制的研究尚较少。斑马鱼作为逆境发育生物学的理想动物模型具有众多优势,如与人类基因同源性高、体型小、易饲养繁殖、发育快、产卵量大、胚胎透明且给药后易对表型进行观察等。因此本研究以斑马鱼为研究对象,选择DM为受试物,考察低剂量DM对斑马鱼胚胎发育的影响,为进一步确认其发育毒性提供参考。实验结果表明:1、经20μg/L和40μg/L DM处理后的斑马鱼胚胎在受精后96小时出现了鱼鳔体积变小和充气失败的现象。与对照组相比,DM处理组中调控鱼鳔发育的关键基因,如原基标记基因(pbx1和foxA3)和鱼鳔组织层标记基因(mnx1、has2、anxa5b、hprt1l和elovl1a)的表达量均明显降低,表明DM可能通过抑制斑马鱼胚胎鱼鳔原基和鱼鳔组织层的形成而导致鱼鳔充气失败。已有研究报道Wnt和Hedgehog通路在鱼膘发育过程中发挥着重要的调控作用。与对照组相比,DM处理组中Wnt通路的基因wnt5b、tcf3a、wnt1、wnt9b、fzd1、fzd3和fzd5和Hedgehog通路的关键基因ihhb、ptc1和ptc2转录水平均显著降低。针对Wnt通路使用其激动剂(2’Z,3’E)-6-溴靛玉红-3’-肟(6-Bromoindirubin-3’-oxime,BIO)进行了挽救实验,但经BIO和DM共处理后的胚胎鱼鳔大小与单纯DM处理的鱼鳔大小无显著差异,暗示DM导致的鱼鳔异常发育可能还与其他信号通路有关。2、DM处理后,在受精后48、72、96小时均观察到斑马鱼胚胎出现了游动频率增高和不时抽搐的运动异常现象。转录组测序GO富集结果显示在受精后48小时,处理组与对照组的大量差异表达基因主要聚集在神经发生、运动负性调节、细胞成分运动负调控等通路中。此外,与对照组相比,在受精后48小时DM处理组中的与快肌、肌膜、心肌细胞发育相关基因mylz3、ckmb、mybphb、mylz3、myhz2、pvalb1、smyd1b的基因表达量明显降低,在受精后60小时DM处理组胚胎中神经毒性相关基因plxna3、gap43、elavl3表达量明显降低。综上所述,当DM浓度大于20μg/L时将致斑马鱼胚胎的运动异常并影响斑马鱼鱼鳔的形态发育。同时本研究对DM导致鱼鳔发育异常的分子机制进行了初步的探索,为DM对斑马鱼早期胚胎毒性效应的进一步研究奠定了基础。