两类典型杀虫剂在丽斑麻晰体内的降解代谢及其对甲状腺系统的干扰作用

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shi2007jie2008
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自2008-2017年,爬行动物被发现的种类是在逐年增加的,但是作为爬行动物中最庞大的家族,蜥蜴的种群数量却出现了显著性衰减。造成这一现象的原因有很多,蜥蜴与外源污染物的持续接触是其中一个重要因素。然而在国际上进行化学品评估和登记使用的一系列模式生物中,恰恰忽视了爬行动物,同时以鸟类来替代爬行动物的毒理学评价方法存在着一定的片面性。  近年来,已经有学者开始关注鸟类与爬行动物对外源污染物,特别是农药的敏感程度差异,比如一些对鸟类表现出低毒的杀虫剂会对蜥蜴产生较强的急性毒性。所以本研究主要选择拟除虫菊酯(Sps)和苯甲酰脲(BPUs)两类对鸟类具有低毒性的杀虫剂展开研究,利用二代测序技术,建立了中国本土物种-丽斑麻蜥(Eremias argus)代谢系统和甲状腺系统功能基因数据库,探究了这两类杀虫剂在丽斑麻蜥体内的降解代谢及其对甲状腺轴(Hypothalamus-Pituitary-Thyroid,HPT)的毒性作用,并且从不同暴露方式和蜥蜴不同生命阶段入手,探讨了丽斑麻蜥对BPUs敏感度的差异。  选择高效氯氟氰菊酯(LCT)消旋体对蜥蜴进行经口暴露实验(10mg/kg),结果表明除了在脂肪中容易积累,LCT在其他组织中的代谢速率很快。与LCT相比,代谢物3-苯氧基苯甲酸(PBA)更容易在蜥蜴的脑组织中富集。同时发现LCT两个手性单体在蜥蜴各个组织中的EF值在0.7-0.2之间波动,较易富集的单体是随时间而变化的。  将LCT的两个单体(10mg/kg)分别经口暴露于蜥蜴,在蜥蜴的组织中没有发现手性单体转换的现象,说明较易富集的单体随时间变化是由于各个组织对单体的代谢差异造成的。同时两个单体暴露后对蜥蜴甲状腺系统的干扰机制不同,(+)-LCT暴露组对甲状腺受体基因的影响较大,而(-)-LCT暴露更严重地干扰了脱碘酶基因的活性。同时甲状腺受体基因的表达与肝脏中PBA的浓度,脱碘酶基因的表达与LCT的浓度分别呈正相关关系。  通过BPUs对丽斑麻蜥经口(20mg/kg)和经土壤(2mg/kg)的暴露实验发现,除虫脲比氟虫脲在蜥蜴体内的代谢速率快,对蜥蜴各个组织的渗透能力较弱。氟虫脲经口暴露对蜥蜴肝组织损伤更严重,可以造成肝细胞凋亡,并且使调控细胞凋亡的ahr和cyp1a基因显著上调。经口BPUs暴露仅对血清中的甲状腺素(T4)浓度水平造成影响,主要与dio1基因的表达量显著相关;而环境浓度下的经土暴露可以同时影响三碘甲状腺氨酸(T3)和T4的浓度水平,主要与udp,cyp1a,ahr基因表达显著相关。  结合蜕皮阶段生理生化和关键基因表达水平的变化,研究了氟虫脲经口暴露(20mg/kg)对蜥蜴甲状腺-蜕皮过程的影响机制,发现尽管氟虫脲没有影响蜥蜴的蜕皮频率,但是与休止期相比,氟虫脲暴露对增殖期雄性蜥蜴甲状腺组织的损伤情况更严重,增殖期雌性肝脏中trα,trβ,dio1,dio2和ttr基因对氟虫脲暴露也更加敏感。  将不同浓度的(5mg/kg,20mg/kg)氟虫脲对不同生命阶段蜥蜴(幼龄期和成年期)进行经口暴露实验。从甲状腺激素水平来看,低浓度氟虫脲暴露使成年期蜥蜴血清中的T3水平显著上调,同时使肝脏中调控T3激素合成的dio2基因的表达水平显著降低;高浓度氟虫脲暴露使幼龄蜥蜴血清中T3和T4水平显著上调,T4激素水平的变化又调控着dio1和udp基因的表达。以上结果表明,成年期丽斑麻蜥可能对低浓度氟虫脲更加敏感,而幼龄期丽斑麻蜥可能对高浓度氟虫脲比较敏感。  综上,SPs和BPUs两类杀虫剂都可以干扰蜥蜴甲状腺系统的正常生理功能,虽然SPs在丽斑麻蜥各个组织中的代谢较快,但是其代谢物PBA对干扰蜥蜴甲状腺轴起到关键作用。与SPs相比,BPUs在土壤和丽斑麻蜥体内的富集能力较强,需要进一步关注其对丽斑麻蜥的毒性效应。同时在蜥蜴毒性评价过程中不同的暴露方式和蜥蜴不同生命阶段都是需要考虑的重要因素。
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