作为一种新型的防火材料助剂,有机磷阻燃剂(OPFRs)广泛用于家具、纺织品、建筑材料和电子产品等。随着这类阻燃剂使用量逐年增加,其残留在各类环境介质和生物体内被广泛检出,所诱发的生态风险和健康危害近年来受到关注。常见的有机磷阻燃剂有近二十种,其中磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)和三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(TCPP)则是使用量较大的品种。近年来相关研究也显示有机磷阻燃剂具有内分泌干扰效应和神经毒性,但其环境健康风险及其机制尚未完全阐明。本文以秀丽线虫为模式生物,选取TCEP和TCPP这两种典型的有机磷阻燃剂,从生殖发育、运动行为和神经系统等方面,对其慢性毒性进行了充分研究和评价。主要结果如下:1.TCEP和TCPP对秀丽线虫暴露1天、3天、6天的半数致死浓度(LC50)分别为 1825mg/L 和 1381mg/L、1578mg/L 和 857mg/L、852mg/L 和 897mg/L。亚致死浓度的TCEP或TCPP暴露可导致线虫的体长和体宽均受到显著抑制。50mg/L的TCEP或250mg/L以上的TCPP暴露能诱发线虫的怀卵数量显著下降,卵成熟的时间推迟0.5d以上。另外,750mg/L以上的TCEP或TCPP暴露3d导致线虫的平均寿长显著缩短。2.500mg/L以上的TCEP和TCPP暴露会导致线虫身体弯曲和头部摆动的频率大幅下降,但对咽泵频率影响不明显。通过对线虫的爬行录像分析显示,TCEP和TCPP暴露后动物的运动轨迹缩短聚集、爬行速度下降、即时速度向低速区分布、弯曲角度变化的频率变小。3.基于荧光标定的转基因线虫研究显示,TCEP或TCPP慢性暴露诱发dat-1表达量下降,导致多巴胺能神经元损伤,表现为神经元胞体萎缩、突起断裂等特征,尤以尾部PDE神经元退变最为明显。但同样的暴露对线虫的GABA能神经和谷氨酸能神经元基本没有影响。这反映这类阻燃剂对机体不同类型神经元的损伤作用可能具体一定的特异选择性。4.TCEP或TCPP暴露均会增强线虫unc-54基因的表达,引起线虫α-突触核蛋白的异常聚集。这一蛋白的异常表达可能与多巴胺能神经元损伤以及运动功能障碍有关。以上结果表明:1.以TCEP和TCPP为代表的有机磷阻燃剂对秀丽线虫具有慢性致死效应。亚致死水平的有机磷阻燃剂暴露能诱发机体生长发育的抑制,并降低生殖能力和缩短动物寿长。结果表明有机磷阻燃剂具有诱发生殖发育毒性等风险。2.以TCEP和TCPP为代表的有机磷阻燃剂能诱发线虫运动障碍,具有运动徐缓、运动功能减退和身体平衡功能下降等类帕金森病的特征。这表明这类阻燃剂的长期接触暴露具有运动行为的毒性作用。3.TCEP或TCPP暴露导致线虫dat-1基因的表达抑制,引起多巴胺能神经元选择性的损伤和退变。二者的暴露还诱导由unc-54及控制编码的αα-突触核蛋白的异常聚集。结果表明这类阻燃剂可能具有诱发帕金森病的神经毒性风险。本文首次在秀丽线虫上系统研究了有机磷阻燃剂的毒性和风险。研究发现TCEP和TCPP暴露能导致线虫生殖发育毒性、运动行为的损伤和多巴胺能神经元的退化。本文也首次揭示有机磷阻燃剂具有诱发帕金森病的神经毒性风险,其致病机制与unc-54基因的过量表达和α-突触核蛋白异常聚集关联,进一步的实验需要在其他动物体上进行验证。本文的研究为揭示有机磷类阻燃剂的环境健康风险提供了重要信息,也为帕金森病的环境致病机理提供了参考。