论文部分内容阅读
邻苯二甲酸二乙酯(Diethyl Phthalate,DEP)作为增塑剂被广泛地应用于各种塑料产品中。但由于DEP缺少与塑料分子相结合的共价键,导致其极易从塑料产品中释放进入环境。目前各种环境介质中均检测到DEP的存在,且随着工业化高速发展其环境积累浓度越来越高。同时,食物也受到了不同程度的DEP污染。长期暴露于受DEP污染的环境导致生物体内也出现DEP富集现象。DEP作为一种环境激素类物质,能干扰内分泌系统,损伤神经和生殖系统,影响生物发育过程。但目前关于DEP的研究数据十分有限,且大多都集中于DEP对内分泌系统的干扰作用,缺乏对DEP生态毒性效应的综合评估以及对其毒性机制的研究。秀丽隐杆线虫因其具有丰富的研究背景和成熟的评估体系而被用于多种目标污染物的毒性评估研究。本论文采用秀丽隐杆线虫作为模式生物,研究了 DEP暴露对线虫产生的生长发育和生殖毒性效应;同时也研究了 DEP暴露对线虫产生的神经毒性效应,并通过跨代实验研究亲代线虫DEP暴露对子代线虫神经和生长发育的影响;最后基于转录组学二代测序技术,研究了 DEP暴露对线虫全基因转录水平的调控影响。(1)环境浓度下DEP暴露对秀丽隐杆线虫的生长发育和生殖毒性效应:采用急性、亚急性、慢性三种毒理学暴露模式研究DEP对秀丽隐杆线虫体长产生的毒性影响。DEP急性暴露后线虫的体长未产生明显变化;亚急性暴露实验中高浓度2 mg·L-1的DEP暴露导致线虫体长显著性下降,生长速率减缓;慢性暴露实验中所有暴露组线虫的体长均显著性下降,说明暴露浓度以及暴露时间的增加会导致DEP毒性效应的增强。同时亲代DEP暴露对线虫产生的发育毒性会遗传至未经暴露的子代中,随着世代的更迭,子代(F3)线虫逐步恢复至正常发育水平。线虫子代数目的减少与DEP暴露浓度呈剂量依赖型关系,2 mg·L-1的DEP溶液对线虫子代数目影响最为显著,且当进入产卵高峰期时线虫日产卵数目变化最为显著。低浓度DEP暴露并未对线虫的寿命造成影响,当DEP浓度升高至0.02 mg·L-1时线虫寿命缩短,并且随着暴露浓度的升高导致线虫寿命受影响的程度加深。同时,DEP加剧了线虫体内活性氧自由基、脂褐素的累积,诱导了细胞凋亡,造成线虫体内氧化应激损伤。(2)环境浓度下DEP暴露对秀丽隐杆线虫的神经毒性效应:三种毒理学暴露模式下线虫的运动行为和摄食行为表现出不同的毒性影响。DEP急性暴露后,线虫头部摆动频率在低浓度(0.002mg·L-1)DEP暴露后出现显著变化,而吞咽频率并未观察到显著变化。DEP亚急性暴露后线虫头部摆动频率呈刺激性增长,诱导了过度补偿机制,但在2 mg·L-1时线虫头部摆动频率出现回落,整体变化趋势呈倒U型;吞咽频率在0.2 mg·L-1和2 mg·L-1时显著减缓,DEP亚急性暴露抑制了线虫的摄食行为。DEP慢性暴露后与对照组相比,各暴露浓度组线虫头部摆动频率并未发生显著性变化;线虫吞咽频率同样在0.2 mg.L-1和2 mg·L-1时观察到显著减缓,表明DEP暴露能抑制线虫的摄食行为。跨代实验结果表明,DEP暴露导致的神经毒性可以由亲代遗传到子代,且这种毒性效应持续到第三代才消失。在生化指标方面,两种胁迫相关基因sod-3和hsp-16.2转录表达水平上调表明DEP暴露激活了线虫抗氧化活性和热应激反应。同时,多巴胺能神经信号强度减弱,多巴胺能神经元损伤进一步表明DEP暴露对线虫产生神经毒性影响。(3)DEP暴露对秀丽隐杆线虫全基因转录水平调控的影响:DEP暴露(2 mg·L-1)导致了基因转录水平变化。通过差异表达基因分析筛选出了 354个差异表达基因,其中241个基因转录水平上调,113个基因转录水平下调。通过差异表达基因GO富集分析,差异基因主要集中在生物学过程,涉及到生殖、生长、脂质调控等多个生理层面的变化。通过差异表达基因KEGG代谢通路分析,其中寿命调节通路最为显著,此外,细胞色素P450代谢通路,脂肪酸降解代谢、2-氧代羧酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、类固醇生物合成、过氧化物酶体、视黄醇代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、酪氨酸代谢通路的变化等对DEP的毒性作用机制都起到重要作用。