近日,山东农业大学资源与环境学院朱鲁生教授团队在《Water Research》在线发表了题为“Comparison of the combined toxicity of PFOA and emerging alternatives: A comprehensive evaluation of oxidative damage, apoptosis and immunotoxicity in embryonic and adult zebrafish”的研究论文。山东农业大学为完成该论文的唯一单位,博士研究生张静文为该论文的第一作者,朱鲁生教授为该论文的通讯作者。
全氟己酸(PFHxA)和全氟丁酸(PFBA)作为全氟辛酸(PFOA)的替代化学品已被广泛采用。然而,由于先前的研究在实验方法、测试生物种类等方面存在差异,目前尚无法确定这些替代品是否比PFOA具有更低的生态毒性。本研究旨在通过设定0.5 μg/L和5 μg/L两个浓度水平,在统一的实验条件下,比较PFHxA、PFBA与PFOA对斑马鱼——包括成年个体和胚胎阶段——在氧化应激、神经毒性、细胞凋亡及免疫毒性方面的影响。
研究发现,在斑马鱼成体和胚胎中,PFHxA、PFBA和PFOA均能引起氧化还原平衡的紊乱,促进细胞增殖,并显示出潜在的神经毒性和免疫毒性。PFHxA和PFOA在引发神经毒性和免疫毒性方面的机制表现得较为相似。分子对接研究表明,这些替代品和PFOA能够稳定地结合蛋白质,改变其结构,从而影响蛋白质的功能和活性。综合生物标志物响应指数的结果显示,PFHxA、PFBA和PFOA对斑马鱼的毒性呈现剂量依赖性;而相较于PFOA,PFHxA对斑马鱼表现出更强的毒性。
这项研究不仅明确了PFHxA和PFBA对斑马鱼成体及其胚胎的生态毒性,还对比了这两种替代品与PFOA之间的毒性差异,增加了有关这类污染物毒理学的信息量,并为选择更安全的PFOA替代品提供了坚实的科学基础。
该研究工作得到了国家自然科学基金的资助。
张静文,山东农业大学资源与环境学院2021级农业资源与环境专业博士研究生,主要从事新兴污染物的生态毒性研究。共发表论文17篇,以第一作者身份在Journal of Hazardous Materials(中科院1区,IF2023=12.2,Top期刊)、Science of the Total Environment(中科院1区,IF2023=8.2,Top期刊)等国际高水平期刊发表论文8篇,累积影响因子70+。相关研究成果获山东省研究生优秀成果三等奖、山东农业大学研究生优秀学术创新一等奖。