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近年来,卵黄蛋白原(vtg)作为一种灵敏的环境雌激素和类雌激素效应的生物标志物,在环境内分泌干扰物的筛选研究中得到越来越广泛的应用。以水生体系为环境介质,以鱼类为研究对象在实验室内或野外环境中开展环境内分泌干扰物的筛选研究工作是目前研究的重点和热点之一。
选择具有我国特色的实验鱼种,对我国范围内开展环境内分泌干扰物生态毒理效应的研究工作具有重要意义。本论文以泥鳅为模型动物,开展了泥鳅体内卵黄蛋白原的背景研究工作,考察了一年之中泥鳅体内Vtg的浓度变化范围,为选用泥鳅作为模型动物进行野外环境研究提供了重要的基础数据。
当前应用最多的卵黄蛋白原的检测方法是以抗体为基础的免疫分析方法,但抗体的特异性使方法的应用范围受到了很大的限制。而非特异性的分析方法具有操作简便、快速、适用范围广等特点,可作为免疫分析方法的参考和补充。本文研究了17β-雌二醇(E2)暴露的雄性泥鳅血清中Vtg与总蛋白、总钙和总镁含量之间的相关性,以期验证这些间接指示方法在应用于泥鳅这种模型动物时的正确性。结果表明三者均与Vtg有较好的相关性,可以用于间接指示雌化泥鳅血清中的Vtg。另外,还建立了一种测定鱼血清中碱不稳定磷(ALP)的新方法,即铽(Tb3+)-钛铁试剂(TR)络合物荧光猝灭法。该法所得的结果与比色法的结果有较好的一致性,说明Tb3+-TR络合物可以作为灵敏的荧光探针测定血清中的ALP,该法检测限较低、步骤简单且无需任何有机溶剂。并且,注射诱导的泥鳅血清中ALP含量与Vtg之间有较好的相关性,表明ALP含量亦可以用于间接指示雌化泥鳅血清中的vtg。
虽然单一物质的实验室模拟暴露可以较深入的了解环境内分泌干扰物质的雌激素活性和作用机制,但实际环境体系影响因素众多,基于单种物质的毒理学数据很难对生态风险进行正确的评估,研究混合物的雌激素活性比研究单种物质更符合实际环境所存在的状态。本文开展了E2与双酚A(BPA)或壬基酚(NP)单独以及混合暴露实验,研究了BPA或NP对泥鳅的潜在的雌激素活性,以及在E2的存在下,BPA或NP对混合物雌激素活性的贡献。结果表明BPA和NP均具有弱雌激素活性,混合物对雄性泥鳅体内Vtg的诱导能力显著强于单一化合物,且混合暴露组的Vtg含量高于相同浓度的单一物质分别作用时产生的Vtg的简单加和值。这一实验结果充分证明了在强雌激素活性物质的存在下,弱雌激素物质对混合物的雌激素活性仍有一定贡献,从而更明确的表明在进行环境危害和生态风险评价时必须考虑化合物的混合作用。
现有的研究数据表明重金属镉(Cd)可以选择性的富集于生物体内,并且Cd对E2诱导产生的Vtg具有一定影响,但不同实验得到的结果也不尽相同,所以,有必要选择不同的实验鱼种,对Cd的作用模式进行进一步深入的研究。本文研究了Cd在泥鳅体内的富集与消除、E2对Cd分布的影响、以及Cd对E2诱导泥鳅体内产生Vtg的影响等。研究结果表明,肾、肝、肠和鳃是Cd在泥鳅体内主要的富集器官,而肌肉、骨头和性腺中Cd的含量较低。E2的存在并没有改变Cd的富集部位。肝和肾中富集的Cd在消除实验中基本保持不变或稍有升高,但肠、鳃、骨头和肌肉中的Cd却呈较快的下降趋势。Cd的暴露不能诱导雄性泥鳅体内产生Vtg,较低剂量的Cd(50μg/L或500μg/L)对E2诱导产生Vtg有一定的抑制作用,而较高剂量的Cd(5000μg/L)对E2诱导产生Vtg却有适当的促进作用。
三丁基锡(TBT)对鱼类的毒理学效应已得到广泛的研究,主要集中在鱼类胚胎的孵化、生存、行为、形态和组织学效应以及免疫系统等方面的研究。但TBT作为一种典型的环境雄激素活性物质,它的存在对E2的雌激素活性是否具有中和作用以及E2的存在是否会影响TBT在泥鳅体内的富集,目前还未见相关的研究报道。本文研究了TBT对E2诱导雄性泥鳅体内产生Vtg的影响、TBT在泥鳅肝脏、肠、鳃、肾脏和肌肉中的富集与分布以及E2的存在对TBT分布的影响。结果表明,TBT对泥鳅具有较强的毒性,且E2能增强TBT的毒性;TBT不能诱导雄性泥鳅体内产生Vtg;经过14天的暴露,TBT能显著性地抑制E2诱导雄性泥鳅体内产生Vtg;TBT在泥鳅的肝脏、肾、鳃、肠和肌肉中均有不同程度的富集,并且E2的存在对TBT在各组织中的分布没有显著性的影响。