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双酚A对斑马鱼成鱼肝脏功能基因转录调控的影响

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端正花, 王华, 李宁涛, 王璐璐, 朱琳. 双酚A对斑马鱼成鱼肝脏功能基因转录调控的影响[J]. 生态毒理学报, 2013, 8(6): 931-936. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20121113001
引用本文: 端正花, 王华, 李宁涛, 王璐璐, 朱琳. 双酚A对斑马鱼成鱼肝脏功能基因转录调控的影响[J]. 生态毒理学报, 2013, 8(6): 931-936. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20121113001
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Duag Zhenghua, Wang Hua, Li Ningtao, Wang Lulu, Zhu Lin. Effects of Bisphenol A on the Transcriptions of Typical Functional Genes in Adult Zebrafish (Danio rerio) Liver[J]. Asian journal of ecotoxicology, 2013, 8(6): 931-936. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20121113001
Citation: Duag Zhenghua, Wang Hua, Li Ningtao, Wang Lulu, Zhu Lin. Effects of Bisphenol A on the Transcriptions of Typical Functional Genes in Adult Zebrafish (Danio rerio) Liver[J]. Asian journal of ecotoxicology, 2013, 8(6): 931-936. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20121113001
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双酚A对斑马鱼成鱼肝脏功能基因转录调控的影响

  • 1. 天津理工大学环境科学与安全工程学院, 天津 300384;

  • 2. 天津出入境检验检疫局工业产品安全技术中心, 天津 300191;

  • 3. 南开大学环境科学与工程学院, 天津 300071

    • 作者简介: 端正花(1981-),女,博士,讲师,主要研究方向:环境生物技术,E-mail:duanzhenghua@mail.nankai.edu.cn
  • 基金项目:

    国家质检总局科技计划项目(2012IK213)，国家自然科学基金项目(30470319)。

  • 中图分类号: X171.5

Effects of Bisphenol A on the Transcriptions of Typical Functional Genes in Adult Zebrafish (Danio rerio) Liver

  • 1. School of Environmental Science and Safety Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin, 300384, China;

  • 2. Tianjin Entry-Exit Inspection Quarantine Bureau, Technical Center for Safety of Industrial Products, Tianjin, 300191, China;

  • 3. College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin, 300071, China

  • Fund Project:

摘要

  • 摘要: 运用实时定量即时聚合链式反应RT-PCR方法,研究了双酚A对斑马鱼成鱼肝脏的功能基因转录水平的影响。结果显示,28 d半静水暴露以后,FGF8A和STAU 2表现出传统的正剂量-效应关系,CLDN 1和CALCA的表达为倒剂量-抑制效应关系,SP 4基因在15 μg·L-1双酚A时表现为显著抑制效应,但是在150和1 500 μg·L-1却表现为显著的诱导效应。试验进一步探讨了这些表达异常的基因在双酚A干扰去除后能否自我调节和修复。结果显示,CLDN 1能恢复到正常表达水平,而其他4个基因在低剂量组却维持原来的高毒性作用水平甚至表现出更高的毒性作用。研究证明双酚A对斑马鱼成鱼肝脏的基因转录调控具有一定的非单调剂量-效应作用。
    Abstract: The effects of bisphenol A (BPA) on the transcriptions of typical function genes in adult zebrafish liver were investigated by means of real-time quantitative polymerase chain reaction(RT-PCR). The results showed that monotonic dose-response curves were existed in the transcriptions of FGF8A and STAU 2 after 28 days of BPA exposure, however, non-monotonic curves were found for CLDN 1 and CALCA genes. SP 4 was significantly inhibited in the group of 15 g·L-1 BPA but stimulated in the group of 150 and 1 500 g·L-1 BPA. The self regulation and repair function of the abnormal expressed genes were further discussed when the BPA interference was removed. The results showed that the expression of CLDN 1 could be recovered to normal level. While the other four genes couldn't recover, at low dose groups, they maintained the original high toxicity levels and even perform higher toxicities. The research testified that some non monotonic dose-effect existed in BPA and the gene transcriptions in adult zebrafish liver.

  • 经过水厂处理后达标的出厂水需要经过管网系统输送到用户。作为给水系统中的重要环节，饮用水管网输配过程的系列复杂反应可对用户龙头水质产生重要影响。管网“黄水”是典型的饮用水输配过程中发生的水质恶化问题，也是自来水公司收到客户水质投诉最常见的问题。管网“黄水”产生的原因主要有两个方面，一是管网中铁质管材腐蚀产生的管垢成分(铁颗粒物)的释放，二是出厂水残余锰在管网中氧化形成的锰沉积物(锰颗粒物)的释放。然而，管网“黄水”问题通常被认为只是感官性状问题，对于“黄水”中所含颗粒物及其与水中微量污染物的复合污染导致的健康危害目前尚不清楚。针对上述问题，中国科学院生态环境研究中心石宝友研究员领衔的研究团队取得了重要研究进展，相关成果发表在《Water Research》等环境领域主流期刊。

    在以铁颗粒物为主的“黄水”潜在健康危害研究中，该团队一方面从实际供水管网获取以铁颗粒物为主要组分的沉积物，另一方面在实验室合成了不同物质共存条件下的铁颗粒物(FeOOH)，通过系列大型仪器表征、细胞毒性测试和密度泛函理论计算等证实了管网中微量有机污染物可以影响铁颗粒物的形成过程并引发颗粒物的毒性。主要结论包括：1) 管网铁颗粒物与微量有机污染物(全氟化合物、消毒副产物等)复合可产生显著的细胞毒性，其主要机制是微量污染物与铁颗粒物通过特定的共价键结合方式强化电子转移，利用溶解氧产生羟基自由基而导致细胞损伤；2) 微量有机污染物能够显著提升铁颗粒物的比表面积，从而增强颗粒物对水中污染物的富集性能；3)微量有机污染物与铁颗粒物的结合能改变管网微生物群落结构特征，从而带来潜在的微生物风险。上述发现对于全面认识“黄水”中铁颗粒物的危害具有重要意义。

    图 1  DBPs对铁颗粒物的影响
    Figure 1.  Influence of DBPs on Fe particles
    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    在以锰颗粒物为主的“黄水”潜在健康危害研究中，发现游离氯氧化Mn(II)而原位形成的锰颗粒物能够结合并大量富集水中的微量有机污染物，而预先形成了的锰颗粒物对微量有机污染物的富集作用可忽略不计。Mn(II)在锰颗粒物的表面羟基与微量有机污染物全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid，PFOA)之间的架桥作用使二者结合在一起，由此生成的MnOx-PFOA颗粒物比纯的MnOx颗粒更易团聚，从而更倾向于沉积到管壁上。当水力扰动或水质发生变化后，管壁附着的沉积物可被再释放到水中，并连同富集的PFOA一起到达用户龙头，进而对人体健康造成潜在危害。由于目前通常的PFOA浓度检测需要过滤掉水中颗粒物后进行前处理(固相萃取等)，所以已有研究中报道的饮用水中PFOA的浓度可能并不是最终被消费者通过饮水摄入的总量，与颗粒物结合的全氟辛酸的相关风险被低估。因此，锰颗粒物的形成和再悬浮，不仅会导致传统认识中变色水的感官问题，也会由于为PFOA提供传输载体而带来潜在的健康风险。

    图 2  PFOA对锰颗粒物的影响
    Figure 2.  Influence of PFOA on Mn particles
    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    综上所述，自来水管网“黄水”不止是感官性状问题，管网中的铁、锰等颗粒物还会在微量污染物的作用下引发进一步富集污染物并产生细胞毒性等潜在危害。该团队对于管网“黄水”中颗粒物复合污染效应及其风险的研究和发现对于全面认识管网“黄水”危害、保证饮用水安全具有重要的理论和实际指导意义。

    团队带头人　　石宝友，中国科学院生态环境研究中心研究员，中国科学院大学教授、博士生导师，主要研究领域为水质与水处理。以环境微界面水质学理论为基础，深入研究水处理工艺及管网输配的水质转化过程机制，建立水厂工艺和管网输配相协同的龙头水保障原理和技术体系；同时兼顾以新型功能材料为核心的混凝、吸附和催化等水与废水处理新技术研发。先后承担国家自然科学基金资助项目、国家高技术研究发展计划(863计划)、水体污染控制与治理科技重大专项、国家重点研发计划等科研项目20余项，获省部级科学技术奖2项。在国内外学术期刊发表论文150余篇(其中《Water Research》等SCI期刊论文90余篇)。

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-13
端正花, 王华, 李宁涛, 王璐璐, 朱琳. 双酚A对斑马鱼成鱼肝脏功能基因转录调控的影响[J]. 生态毒理学报, 2013, 8(6): 931-936. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20121113001
引用本文: 端正花, 王华, 李宁涛, 王璐璐, 朱琳. 双酚A对斑马鱼成鱼肝脏功能基因转录调控的影响[J]. 生态毒理学报, 2013, 8(6): 931-936. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20121113001
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Duag Zhenghua, Wang Hua, Li Ningtao, Wang Lulu, Zhu Lin. Effects of Bisphenol A on the Transcriptions of Typical Functional Genes in Adult Zebrafish (Danio rerio) Liver[J]. Asian journal of ecotoxicology, 2013, 8(6): 931-936. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20121113001
Citation: Duag Zhenghua, Wang Hua, Li Ningtao, Wang Lulu, Zhu Lin. Effects of Bisphenol A on the Transcriptions of Typical Functional Genes in Adult Zebrafish (Danio rerio) Liver[J]. Asian journal of ecotoxicology, 2013, 8(6): 931-936. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20121113001
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双酚A对斑马鱼成鱼肝脏功能基因转录调控的影响

    作者简介: 端正花(1981-),女,博士,讲师,主要研究方向:环境生物技术,E-mail:duanzhenghua@mail.nankai.edu.cn
  • 1. 天津理工大学环境科学与安全工程学院, 天津 300384;
  • 2. 天津出入境检验检疫局工业产品安全技术中心, 天津 300191;
  • 3. 南开大学环境科学与工程学院, 天津 300071
  • 收稿日期:  2012-11-13
基金项目:

国家质检总局科技计划项目(2012IK213)，国家自然科学基金项目(30470319)。

摘要: 运用实时定量即时聚合链式反应RT-PCR方法,研究了双酚A对斑马鱼成鱼肝脏的功能基因转录水平的影响。结果显示,28 d半静水暴露以后,FGF8A和STAU 2表现出传统的正剂量-效应关系,CLDN 1和CALCA的表达为倒剂量-抑制效应关系,SP 4基因在15 μg·L-1双酚A时表现为显著抑制效应,但是在150和1 500 μg·L-1却表现为显著的诱导效应。试验进一步探讨了这些表达异常的基因在双酚A干扰去除后能否自我调节和修复。结果显示,CLDN 1能恢复到正常表达水平,而其他4个基因在低剂量组却维持原来的高毒性作用水平甚至表现出更高的毒性作用。研究证明双酚A对斑马鱼成鱼肝脏的基因转录调控具有一定的非单调剂量-效应作用。

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