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全氟十三酸（PFTriDA）对青鳉鱼的慢性毒性效应

作　者: 于艳艳
导　师: 刘代成；胡建英
学　校: 山东师范大学
专　业: 食品科学
关键词: 全氟化合物全氟十三酸器官分布生物富集青鳉鱼肝脏毒性繁殖毒性内分泌干扰
分类号: X503.225
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

全氟化合物(Perfluorinated Compounds, PFCs)是一类含有高能C-F共价键的新型含氟持久性有机污染物(Persistene Organic Pollutants, POPs),其在环境中造成的污染和在生物体内的毒性作用受到了高度的重视。但到目前为止,对PFCs类物质的研究更多的集中在PFOS和PFOA这两种经典的物质上。全氟十三酸(Perfluorotridecanoate Acid, PFTriDA)是全氟化合物中的一种长链全氟羧酸,近年来在环境和生物体内被广泛检出,但对其环境行为、生物富集性及毒性作用缺乏相应的认识。本论文以PFTriDA为研究对象,以模式生物日本青鳉鱼为实验动物,在完成PFTriDA的生态风险评价的基础上,从宏观的毒性效应终点到微观基因表达的变化,多层次系统地研究了PFTriDA的慢性毒性作用。主要结果如下:(1)研究了将青鳉鱼长期暴露不同浓度的PFTriDA后的器官分布和富集系数。结果显示,PFTriDA富集浓度最高的器官是性腺,其次是卵、肝脏,浓度最低的组织是尸体,除了性腺之外,该器官分布与野生中华鲟的一致。同时发现在相同暴露浓度下雄鱼体内各器官的PFTriDA的含量高于雌鱼,机理模型计算表明高母子传递系数是造成雌雄差异的可能原因。随着PFTriDA暴露浓度的升高,鱼体内同一器官的生物富集系数(BCF)呈现下降趋势。(2)开展了PFTriDA对青鳉鱼整个生命周期的毒性效应实验。通过将F0代青鳉鱼整个生命周期暴露于环境水平相当浓度的PFTriDA,研究了PFTriDA长期低剂量暴露对青鳉鱼生长发育状态、繁殖能力及F1代胚胎发育情况等的影响。结果显示,PFTriDA长期暴露显著刺激雌鱼肝脏、性腺的生长,呈现倒“U”字形,但对其体重、身长和体型及雄鱼没有影响。同时,随着PFTriDA暴露浓度的增加,青鳉鱼产卵量有一定程度的抑制,但对最高剂量组的抑制作用却不是最强的。另外,PFTriDA长期暴露对青鳉鱼的受精率、F1代胚胎的孵化率及孵化时间都没有显著影响,但在暴露组中F1代胚胎却出现严重的畸形。(3)基于宏观观察的基础上,进一步从分子水平上探讨PFTriDA暴露对青鳉鱼的肝脏毒性效应。研究结果显示,PFTriDA长期低浓度暴露青鳉鱼并没有引起明显的肝脏病理学损伤。另外,PFTriDA暴露对雄鱼产生的氧化损伤要比雌鱼稍微明显一些,但对肝脏脂肪酸代谢相关基因的表达影响并不显著。P53表达量的升高能够导致细胞凋亡及胚胎畸形。PFTriDA的毒性作用不明显可能与本论文中设计的PFTriDA的暴露浓度较低有关。(4)从分子水平上探讨PFTriDA暴露对青鳉鱼内分泌系统的干扰效应,主要研究了内分泌系统中性腺轴和甲状腺轴的干扰作用,并初步阐释PFTriDA暴露对青鳉鱼繁殖能力和内分泌干扰作用的机制。实验结果发现,PFTriDA长期低浓度暴露并没有引起敏感标记物VTG的显著性改变,对性腺类固醇激素合成通路中起限速作用的酶StAR和Cyp11a及与性激素合成其关键作用的酶HSD-17β和Cyp19的表达具有显著性抑制作用,说明PFTriDA长期低浓度暴露对青鳉鱼性腺轴起显著性抑制作用。PFTriDA暴露在低浓度下能够诱导雄性青鳉鱼体内甲状腺激素从滤泡中释放出来,但在高浓度下却抑制。另外PFTriDA暴露能够抑制肝脏中甲状腺激素的葡萄糖苷化作用。由于检测手段不全面,无法判断PFTriDA长期低浓度暴露对青鳉鱼甲状腺轴的影响情况,这一点还需要进一步的完善。

全文目录

中文摘要  8-10
Abstract  10-12
缩略词  12-14
第一章文献综述  14-33
  1 全氟化合物的概述  14-29
    1.1 全氟化合物简介  14-15
    1.2 PFCs 是持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants, POPs)  15-17
    1.3 全氟化合物的污染现状  17-23
      1.3.1 PFCs 的来源  17-18
      1.3.2 PFCs 在环境介质中的分布  18-22
        1.3.2.1 水体  18-19
        1.3.2.2 大气  19-20
        1.3.2.3 野生生物  20-21
        1.3.2.4 人群  21-22
      1.3.3 PFTriDA 分布的个性特征  22-23
    1.4 PFCs 的毒性效应及毒性机制  23-29
      1.4.1 PFCs 在体内的分布与排泄  23-24
      1.4.2 肝脏毒性  24-26
      1.4.3 生殖和发育毒性  26-28
      1.4.4 免疫毒性  28-29
      1.4.5 其他毒性  29
  2 水生模式生物青鳉鱼及其在毒理学研究中的作用  29-31
  3 研究思路  31-33
    3.1 研究目的及意义  31
    3.2 研究内容和技术路线  31-33
      3.2.1 研究内容  31-32
      3.2.2 技术路线  32-33
第二章 PFTriDA 长期暴露在青鳉鱼体内的器官分布和生物富集  33-44
  1 材料与方法  34-37
    1.1 主要试剂  34
    1.2 暴露实验  34
    1.3 浓度分析  34-35
    1.4 生物样品处理  35
    1.5 LC-MS-MS 分析  35-36
    1.6 质量控制  36
    1.7 生物富集模型计算及数据分析  36-37
  2 实验结果与讨论  37-43
    2.1 PFTriDA 在青鳉鱼体内器官分布  37-39
    2.2 PFTriDA 在青鳉鱼卵及其他器官中的富集系数  39-42
    2.3 青鳉鱼雌雄鱼体内浓度预测及解析  42-43
  3. 本章小结  43-44
第三章 PFTriDA 长期暴露下对青鳉鱼的生长发育和繁殖能力的影响  44-54
  1 材料与方法  45-47
    1.1 主要试剂和仪器  45
    1.2 实验动物  45
    1.3 PFTriDA 暴露  45-47
      1.3.1 PFTriDA 长期暴露对青鳉鱼生长状况的影响  46
      1.3.2 PFTriDA 长期暴露对青鳉鱼繁殖力的影响  46-47
      1.3.3 PFTriDA 长期暴露对青鳉鱼F1 代胚胎发育的影响  47
    1.4 数据分析  47
  2 实验结果与讨论  47-52
    2.1 PFTriDA 长期暴露对青鳉鱼生长状态的影响  47-50
    2.2 PFTriDA 长期暴露对青鳉鱼繁殖能力的影响  50-51
    2.3 PFTriDA 长期暴露对青鳉鱼F1 代胚胎发育的影响  51-52
  3 本章小结  52-54
第四章 PFTriDA 长期低浓度暴露对青鳉鱼的肝脏毒性效应  54-65
  1 材料与方法  55-60
    1.1 主要试剂和仪器  55
    1.2 实验动物  55
    1.3 PFTriDA 暴露  55
    1.4 肝脏组织病理学观察  55-56
    1.5 目标基因表达水平检测  56-60
      1.5.1 总RNA 提取  56
      1.5.2 反转录(cDNA 合成)  56-57
      1.5.3 实时定量RT-PCR  57-59
      1.5.4 数据分析  59-60
  2 实验结果与讨论  60-64
    2.1 PFTriDA 长期低浓度暴露引起肝脏组织病理学变化  60
    2.2 PFTriDA 长期低浓度暴露引起肝脏目的基因表达水平的变化  60-64
  3 本章小结  64-65
第五章 PFTriDA 长期低浓度暴露对青鳉鱼内分泌的干扰效应  65-77
  1 材料与方法  66-69
    1.1 主要试剂和仪器  66
    1.2 实验动物  66
    1.3 PFTriDA 暴露  66
    1.4 性腺组织病理学观察  66-67
    1.5 目标基因表达水平检测  67-69
      1.5.1 总RNA 提取及反转录  67
      1.5.2 实时定量RT-PCR  67-69
      1.5.3 数据分析  69
  2 实验结果与讨论  69-76
    2.1 PFTriDA 长期低浓度暴露引起性腺组织病理学变化  69-70
    2.2 PFTriDA 长期低浓度暴露对肝脏中VTG 和CHG 表达水平的影响  70-71
    2.3 PFTriDA 长期低浓度暴露对性腺轴目的基因表达水平的影响  71-76
  3 本章小结  76-77
全文总结  77-80
  主要结论  77-78
  不足与展望  78
  创新点  78-80
参考文献  80-94
攻读学位期间发表文章目录  94-95
致谢  95-96

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