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本文以海洋硬骨鱼类褐菖鲉为研究对象,从分子机制研究3环、4环和5环三种不同环数的典型多环芳烃——菲(Phe)、芘(Pyr)、苯并芘(BaP)在不同浓度(0.5nmol/L、5nmol/L、50nmol/L或25nmol/L)对于褐菖鮋胚胎软骨发育的毒性效应及其机制。
主要地研究结果如下:
1.本实验对暴露于Phe、Pyr、BaP7天的神经胚仔鱼的死亡率、孵化率、脊柱畸形率进行统计和分析,结果显示暴露组与对照组相比,死亡率与畸形率上升,其中以BaP的致畸性最大,在最高浓度组中畸形率达到100%。Pyr、BaP处理在一定程度上抑制胚胎的孵化率,而Phe处理组对于孵化率的影响不明显。
2.本实验通过对暴露于Phe、Pyr、BaP7天的神经胚仔鱼进行软骨染色,结果显示,胚胎仔鱼的头部软骨发育受到明显的抑制,并表现出随污染物浓度升高而加强的趋势,所有的暴露组中胚胎的下颌骨出现弯曲变短的现象,变化最明显的是麦克氏软骨,小梁骨与角腮骨出现缺失现象。
3.本实验通过对与软骨发育相关的基因的检测发现,调控软骨细胞增殖的基因Sox9a被抑制,编码软骨重要组成成分胶原蛋白的基因Col2a1表达量下降。相反的,调控软骨细胞膨大的基因Bmp2、Runx2无显著性变化,膨大软骨细胞的标志物Col10al的表达量表现出轻微上升,说明,Phe、Pyr、BaP三种多环芳烃抑制细胞的继续增殖,同时可能在一定程度上促进膨大过程或使其提前进入膨大期,从而影响软骨的形成过程。
4.本实验对胶原蛋白与多糖蛋白交联形成软骨的关键酶-赖氨酸氧化酶(LOX)的活性及其编码基因进行了检测,发现赖氨酸氧化酶的活性被Phe、Pyr、BaP所抑制,编码基因(lox1)下调,说明胶原蛋白形成软骨的过程受到三种PAHs的影响,使得形成的软骨质量也受到影响。
以上结果说明,三种PAHs通过抑制软骨细胞的增殖抑制褐菖鮋骨骼的发育,而对膨大过程的影响并不明显。