在化学品的毒性评估中,化学品生殖毒性是最被监管机构和公众所重视的方面,其中脊椎动物的生殖轴(下丘脑-垂体-性腺轴,HPG轴)被认为是污染物的重要靶点。美国环保署推荐使用鱼类短期生殖毒性试验以评估和筛选环境中潜在的生殖内分泌干扰物。但是在化学品暴露胁迫下发现HPG轴上存在一定程度的补偿响应或者叫负反馈调节,需要在化学品风险评价中予以重点考虑。为了进一步探究HPG的轴补偿响应、比较HPG轴上基因响应的敏感性以及上午开灯后和下午关灯后不同取样时间点HPG轴补偿响应的差别,同时进一步构建生殖毒性作用模式和子代发育毒性之间的联系,本研究以性成熟的斑马鱼(Danio rerio)为受试生物,利用模式化学品咪鲜胺(芳香化酶抑制剂),首先通过急性暴露实验研究咪鲜胺暴露后HPG轴补偿响应的剂量-效应关系以及早晚不同取样时间点HPG轴补偿响应的差别。其次,通过鱼类短期生殖毒性试验,我们检测了咪鲜胺暴露成鱼后子代幼鱼的发育情况,进一步通过成鱼血清中性激素和卵黄蛋白原含量测定、卵子中卵黄蛋白原含量测定、卵子中化学品含量分析、胚胎显微注射、卵子转录组学和蛋白组学分析等技术手段,系统的阐释了模式化学品咪鲜胺作用(抗雌激素效应模式)下诱导的母体传递毒性效应机制。本研究为更准确的理解HPG轴的补偿响应提供理论依据,而且构建了生殖内分泌干扰效应作用模式与母体传递毒性效应之间的联系,为预测生殖内分泌干扰物的毒性效应提供了新的视角。主要结果如下:1.在研究HPG轴补偿响应的实验中,我们将性成熟斑马鱼雌鱼和雄鱼一起暴露于0、1、3、10、30、100、300、1000μg/L咪鲜胺96 h后,检测血清中雌激素(E2)的水平以及HPG轴上基因的表达。我们的研究发现暴露于低浓度组(1、3和10μg/L)咪鲜胺仅上调了斑马鱼脑中相关基因的表达;中浓度(30和100μg/L)暴露上调了脑中和性腺中类固醇合成相关基因的表达。这些基因表达的上调则被认为是HPG轴转录水平的补偿响应。同时血清中E2的含量和肝脏中雌激素受体1(er1)和卵黄蛋白原(vtgs)的基因表达没有显著性改变,这些结果表明HPG轴补偿响应维持了体内E2水平的稳态。然而,对于暴露于高浓度(300和1000μg/L)的斑马鱼,虽然脑、性腺和肝脏中均有补偿响应发生,但是它未能维持血清中E2的浓度并导致肝脏中er1和vtgs的基因表达下降。总的来说,这部分研究观察到的结果表明HPG轴转录水平的补偿响应存在剂量与器官的依赖效应。2.在不同取样时间点(上午8点开灯和下午8点关灯)对于HPG轴补偿响应的影响实验中,我们首先在正常条件下上午8点开灯后和下午8点关灯后分别取样,检测了性成熟斑马鱼雌鱼血清中雌激素E2的水平以及HPG轴基因的表达。我们结果发现,在早晚开灯前后不同取样时间点血清中E2浓度和HPG轴的基因表达的响应存在差异。随后我们选择咪鲜胺作为模式化学品,将雌鱼暴露在0、3、30、300μg/L咪鲜胺48小时,分别在上午8点开灯后和下午8点关灯后取样检测血清中雌激素E2的水平以及HPG轴基因的表达,评估早晚不同取样时间点HPG轴补偿响应。我们的结果发现,雌鱼暴露于不同剂量咪鲜胺(3、30或300μg/L)48小时后,血清中E2的含量降低,并且导致HPG轴上下丘脑、垂体和性腺中涉及基因的补偿性的上调,而且HPG轴对于咪鲜胺暴露的补偿响应在上午8点开灯后比下午8点取样时更敏感。进一步通过相关性分析发现咪鲜胺暴露下早晚不同取样时间点之间的差别可能是由于早晚血液中E2的含量不同导致的。3.为了探究抗雌激素作用模式下的母体传递毒性效应,我们将性成熟的斑马鱼暴露于芳香酶抑制剂咪鲜胺(0、3、30或300μg/L)21天,在暴露结束后于正常的养殖清水中自然交配产卵并评估子代幼鱼的发育毒性。我们的结果发现最高剂量组暴露显著降低了雌鱼血清中E2和卵黄蛋白原(VTG)的含量以及性腺体质常数(GSI)和产卵量,并且咪鲜胺的暴露导致卵子中的咪鲜胺的生物累积并使300μg/L咪鲜胺暴露组中子代幼鱼的体长显著减小,但是它没有改变卵子中VTG含量。尽管咪鲜胺暴露21天导致卵子中咪鲜胺的生物累积,进一步通过胚胎显微注射咪鲜胺的实验证实咪鲜胺在卵子中的生物累积并不是子代幼鱼体长减小的原因。最后,将斑马鱼成鱼暴露于0或300μg/L咪鲜胺21天,检测暴露后卵子中转录组和蛋白组的变化。结果表明成鱼暴露于咪鲜胺显著下调了卵子中视黄醇结合蛋白4(rbp4)的基因表达并且改变与卵子中线粒体能量代谢相关的蛋白质丰度,这些变化可能是子代幼鱼体长减小的原因。