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全氟辛烷磺酸(perfluorooctanesulfonate,PFOS)是由3M公司研制的一类全氟类化合物(Perfluorinatecompounds,PFCs)。近年来,随着环境科学界对其研究的日益深入,人们逐渐认识到这种化合物具有难以降解性、生物蓄积性和沿食物链在生物体内富集的作用。由于其稳定的物理化学性质,导致了全球分布,并且在环境、野生生物和人类体内普遍检测到。尽管关于PFOS毒理学的研究非常的广泛,但是在水生生物中的研究却是相对较少,尤其是PFOS暴露亲代水生生物后对子代的生长和发育状况的研究更是稀少。
在本文,利用斑马鱼作为研究材料。将8hpf的斑马鱼胚胎暴露于一系列不同浓度的PFOS中,150天后,观察统计暴露斑马鱼生长和性比的改变,并且利用精子动力分析仪分析暴露后斑马鱼精子浓度和活力的改变。收集每个实验组和对照组里面产下的胚胎,并且观察在清水中的生长发育状况,然后利用免疫组化技术初步分析其毒理的影响。为了进一步确定PFOS产生毒理影响的原因,我们测定了在亲本和子代中PFOS的残留。
斑马鱼暴露150天后,亲代的生长状况明显地受到了抑制。相对于对照组,高暴露浓度组的体长和体重都出现了明显的降低。并且雄性斑马鱼降低的幅度相对比较大。为了统计PFOS对斑马鱼代谢的影响,我们计算出暴露后丰满度的改变。结果发现,在雌雄斑马鱼中,丰满度全部都降低了,说明PFOS影响到了斑马鱼体内脂类的代谢。检测PFOS在体内的残留发现,在雄性斑马鱼体内PFOS的含量相对雌性比较高。PFOS在雄性斑马鱼体内的残留比较高可能部分解释了PFOS对雄性斑马鱼的毒性比较大。另外,在亲本中,明显的向雌性方向发展的现象被发现,说明PFOS具有明显的雌激素效应。尽管PFOS的雌激素效应在以前也被提出,但是能够观察到性比的改变这还是第一次被报道。
精子活力检测结果发现,暴露后精子的活力和密度都出现了浓度相关性的降低。在最高暴露组,精子的浓度和密度还不到对照组的一半。为了初步分析精子活力降低的原因,我们检测了精子细胞膜胆固醇与磷脂的比值,结果发现,只有50μg/1的处理组胆固醇与磷脂的比值出现了明显的升高,在最高处理组没有明显的统计学差异出现。
斑马鱼暴露150天后,子代的死亡率和畸形率明显的升高。在最高处理组组内交配的后代中,子代的第5天的畸形率达到了96%,并且所有的胚胎在暴露后的第7天全部死亡。在所有的畸形当中,游囊的未充气和脊椎弯曲是两个占得比例最大的畸形,免疫组织化学结果发现,这种现象是由于PFOS影响到了子代肌肉和神经系统的发育。为了确定对后代产生影响是雌性亲本还是雄性的亲本造成的,我们分别将处理组的亲本与对照组的亲本交叉交配。结果发现,处理组的雌性亲本和对照组的雄性亲本交配的后代死亡率和畸形率也非常高,而处理组的雄性亲本和对照组的雌性亲本交配的后代死亡率和畸形率和对照组内交配的后代发育没有太大的差别。说明雌性亲本对后代发育的影响是比较大的。残留的检测结果发现,斑马鱼子代体内的PFOS主要是来之母本,父本的贡献似乎是可以忽略的。