水生所研究发现2,4,6-三氯苯甲醚影响斑马鱼形态发育和运动行为能力

　　

中国科学院水生生物研究所近日的一项研究成果揭示了挥发性化合物2,4,6-三氯苯甲醚（2,4,6-TCA）对斑马鱼形态发育、心脏功能和运动行为的显著影响。该研究以斑马鱼为模型，深入探讨了2,4,6-TCA的生物毒性，为评估其环境风险提供了重要参考。相关论文近期发表在《Science of the Total Environment》期刊上(https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175316)。

研究团队首先利用GCMSMS技术检测了暴露在不同浓度的2,4,6-TCA水体和斑马鱼体内的化合物含量，结果显示，随着暴露浓度的增加，斑马鱼体内2,4,6-TCA浓度显著升高。形态发育观察结果表明，暴露于2,4,6-TCA的斑马鱼出现了显著的畸形现象，包括脊柱弯曲、尾部畸形、心包水肿以及卵黄囊水肿等。其中，心包水肿的严重程度与暴露浓度呈明显的剂量依赖性关系（图1）。

图1 斑马鱼的暴露浓度及其畸形发育形态观察和统计

进一步的研究使用激光共聚焦显微镜和荧光定量PCR技术，分析了2,4,6-TCA对斑马鱼氧化应激的影响。结果表明，随着暴露浓度的增加，斑马鱼体内氧化应激水平显著升高，尤其在心脏畸形区域，氧化应激相关荧光信号强度明显增强。此外，氧化应激相关的酶活性及基因表达水平也发生了相应变化（图2）。

图2 2,4,6-TCA暴露对斑马鱼氧化应激的影响

通过对凋亡细胞的激光共聚焦荧光图进行半定量分析发现，随着暴露浓度的增加，斑马鱼头部、消化道、脊柱和心脏畸形区凋亡细胞的荧光信号强度逐渐增加；且细胞凋亡相关基因（p53,casp3,casp9,apaf1）的表达量显著增加（图3）。

图3 2,4,6-TCA对斑马鱼细胞凋亡的影响

通过行为分析系统，研究进一步揭示了2,4,6-TCA对斑马鱼心脏功能和运动行为的影响。结果显示，暴露组斑马鱼的平均心率、血流量和血流速均出现下降，心脏发育相关基因在某些暴露组中显著上调。同时，运动行为分析表明，2,4,6-TCA暴露显著降低了斑马鱼的游泳距离和速率。

该研究表明，2,4,6-TCA暴露引起的活性氧（ROS）积累，可能导致斑马鱼体内较强的氧化应激反应，进而引发脂质过氧化和大量细胞凋亡，最终导致斑马鱼胚胎发育畸形，心脏功能和运动能力受损。这些发现为评估2,4,6-TCA的环境风险和制定早期预警机制提供了重要依据。

该研究由水生所分析测试中心与鱼类功能基因组学研究组合作完成。左艳霞和周芳为论文的共同第一作者，黄容副研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目(E229FX0401)和国家自然科学基金（32373120）的支持。