供稿：史路菲，武汉大学
校稿：曾黎，武汉大学
推送：曾黎，武汉大学
今天给大家分享的文献是发表在Science of the Total Environment上的文章，标题是Long-term exposure to environmental relevant triclosan induces reproductive toxicity on adult zebrafish and its potential mechanism，中国海洋大学海洋生命科学学院的王旭波教授和王军教授为共同通讯作者。
三氯生（TCS）被广泛用于个人护理产品中，目前已成为水生环境中普遍存在的污染物。据报道，接触三氯生会对水生动物造成严重的毒性作用。然而，长期暴露于TCS诱导的生殖毒性的分子机制尚未得到很好地阐明。在本研究中，作者将成年斑马鱼暴露于浓度为2、20、200 μg/L的TCS中150天，然后进行繁殖能力评估、类固醇激素和卵黄素（VTG）定量检测、组织病理学观察和转录组分析，旨在探讨TCS对其繁殖的影响。
首先，繁殖能力评估结果显示，在雄鱼中，与对照组相比，2和20 μg/L的TCS暴露不会改变受精率，但2、20和200 μg/L TCS组的孵化率显著降低。在雌鱼中，200 μg/L TCS组的后代受精率和孵化率显著下降（图1）。
图1 TCS暴露的斑马鱼与未暴露的斑马鱼配对的后代的受精率和孵化率
接着，作者对TCS处理后斑马鱼体内的类固醇激素和VTG进行定量检测。对于雄鱼而言，200 μg/L TCS组睾酮（T）水平显著降低，而2、20和200 μg/L TCS组的雌二醇（E2）水平和VTG水平显著升高（图2A-2C）。对于雌鱼，T和E2没有显著变化，但20和200 μg/L组的VTG水平显著降低（图2D-2F）。这些结果表明，TCS在斑马鱼中起雌激素作用，雄性比雌性更敏感。
图2 斑马鱼暴露后睾酮、雌二醇和卵黄素水平
作者进一步通过对斑马鱼的睾丸和卵巢进行组织学观察发现，对照组的雄性斑马鱼睾丸中可见大量精子，结构完整，边界清晰（图3A），而在200 μg/L TCS暴露组中雄鱼的成熟精子数量显著减少，睾丸结构被破坏（图3B）。对照组的雌性斑马鱼卵巢中几乎没有观察到未成熟卵母细胞（图3C），而在200 μg/L TCS暴露组中雌鱼有大量未成熟卵母细胞（图3D）。
图3 斑马鱼睾丸和卵巢的组织学观察
最后，作者对TCS暴露后斑马鱼的性腺进行了转录组分析。差异表达基因（DEGs）鉴定结果显示，雄性斑马鱼中有1054个DEGs，而雌性斑马鱼有756个DEGs。GO功能富集分析结果显示，一些与生殖和细胞应激相关的生物过程在雄性斑马鱼中显著上调，例如“对类固醇激素的反应”、“细胞激素代谢过程”、“对外源性刺激的反应”和“细胞解毒”。然而，“细胞对肽激素刺激的反应”、“精子细胞发育和分化”、“精氨酸代谢过程”和“药物转运”等显著下调（图 4A）。对于雌性斑马鱼，“受精和生殖过程的调节”、“卵子发生”和“激素代谢过程”等显著上调，而“对雌二醇的反应”、“细胞对雌激素刺激的反应”和“脂质生物合成过程的调节”显著下调（图 4B）。
图4 TCS暴露后斑马鱼生殖相关GO生物过程的上调和下调
KEGG通路富集分析结果显示，在雄性中有许多通路参与生殖功能，如“药物代谢”、“过氧化物酶体”、“PPAR 信号通路”、“精氨酸生物合成”、“视黄醇代谢”、“类固醇激素生物合成”。相关途径相互作用网络分析和相关的 DEGs 显示如图5所示，与性激素合成和过氧化物酶体相关的途径在雄性和雌性斑马鱼中均显著富集。相应的KEGG通路网络图揭示了生殖通路相关基因的失调关系，提示生殖功能紊乱。
图5 TCS暴露后斑马鱼的KEGG通路分析和相关DEGs
为了验证上述鉴定的差异表达基因，作者还采用qRT-PCR来确定类固醇激素相关基因的相对表达水平（图 6），这些基因的变异趋势与转录组测序基本一致。
图6 qRT-PCR和RNA-Seq结果的比较
综上所示，本研究表明TCS对斑马鱼的繁殖有不利影响。TCS通过干扰内分泌稳态和降低雄性和雌性配子的数量和质量，降低了斑马鱼的繁殖成功率。生化指标和转录组学结果表明，这种作用是通过改变与激素合成和配子发生相关的基因介导的。通过GO和KEGG富集分析，作者确定了几个与生殖相关的基因和通路。TCS的雌激素作用得到进一步证实，在本研究中，TCS对雄性斑马鱼的危害大于雌性斑马鱼。此外，基因集富集分析显示许多发育过程和与压力相关的途径，揭示了TCS对细胞的潜在毒性。总的来说，作者的研究结果为斑马鱼性腺长期暴露于TCS的潜在毒性机制提供了新的认识，其对人类健康的有害影响值得更多关注和调查。
文章编号：422
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154026
原文引用：
Yingjie Qiao, Jiayi He, Ping Han, Jiangbo Qu, Xubo Wang*, Jun Wang*. Long-term exposure to environmental relevant triclosan induces reproductive toxicity on adult zebrafish and its potential mechanism. Sci. Total Environ. , 2022, 826:154026.
