综述:肥胖的鱼类模型、测试指南以及识别非食物相关内分泌干扰物的监管挑战

《Science of The Total Environment》:Fish models of obesity, test guidelines, and regulatory challenges of identifying non-EATS endocrine disruptors

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Science of The Total Environment 8

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  ZhiChao Dang在欧盟化学法规中提出需将肥胖相关检测纳入,利用斑马鱼、珍珠鱼等模型研究环境化学物质对脂肪生成的影响,指出当前OECD测试指南缺乏针对脂肪积累的明确终点,导致监管挑战。建议将肥胖相关终点(如脂肪沉积、代谢参数)整合到现有指南中,并开发标准化检测方法。

  在当前的环境和健康研究中,内分泌干扰物(EDCs)因其对生物体内分泌系统的影响而备受关注。这类物质能够干扰如雌激素、雄激素、甲状腺激素和类固醇生成(EATS)等关键内分泌途径,同时也可能通过非EATS机制影响代谢过程,导致肥胖等健康问题。尽管欧盟的化学法规体系已将EDCs作为监管重点,但对非EATS途径相关EDCs的识别和分类仍面临诸多挑战。特别是,许多EDCs在肥胖相关机制上表现出独特的干扰模式,但缺乏统一的测试方法和评估标准。因此,如何有效利用鱼类模型来识别和分类这些非EATS途径的EDCs,成为当前研究和监管中的重要课题。

鱼类作为研究肥胖及相关代谢变化的模型生物,具有独特的生物学特性。例如,鱼类的脂肪细胞分布广泛,不像哺乳动物那样集中在特定的脂肪组织中,而是分散在胰脏、皮下、内脏腔、食道、下颌、头区和尾鳍等部位。这种分布模式使得鱼类成为研究内分泌干扰物对脂肪代谢影响的理想模型,因为它们能够反映出脂肪细胞的发育过程以及脂肪积累的复杂机制。然而,目前的OECD测试指南并未将肥胖明确列为评估目标,这使得鱼类模型在EDCs识别和分类中的应用受到限制。因此,亟需对现有测试指南进行更新,以纳入与肥胖相关的指标,如体重、体脂含量、条件因子、脂肪细胞数量和分布等。

在实际研究中,许多鱼类肥胖模型是通过高热量饮食或过量喂养来诱导的。例如,斑马鱼、日本小眼鱼、尼罗罗非鱼、虹鳟鱼等物种被广泛用于研究肥胖。然而,不同研究中所使用的饮食成分和喂养量差异显著,导致结果难以直接比较。例如,某些研究中用于诱导肥胖的高热量饮食可能在另一项研究中被视为对照饮食。这种不一致性不仅影响研究的可重复性,也限制了其在监管决策中的应用。因此,制定标准化的喂养方案和测试方法对于提高研究的可靠性至关重要。

目前,许多研究使用了Nile Red(NR)和Oil Red O(ORO)等脂质染色技术来评估脂肪积累情况。这些方法能够直观地显示脂肪细胞的分布和数量变化,为研究EDCs对脂肪代谢的影响提供了有力的工具。然而,由于鱼类脂肪细胞的发育具有时间依赖性,胚胎和早期幼鱼阶段的脂肪细胞尚未完全形成,因此这些阶段的实验结果可能无法准确反映脂肪积累情况。因此,研究通常在幼鱼后期或成鱼阶段进行,以确保脂肪细胞的成熟和可检测性。

此外,一些研究还探讨了EDCs对鱼类脂肪细胞发育的具体机制。例如,某些EDCs可能通过影响PPARγ、C/EBPα、SREBP1等关键基因的表达来干扰脂肪细胞的形成和分化。这些基因在脂肪代谢过程中起着核心作用,其表达水平的变化可以作为评估EDCs影响的生物标志物。然而,由于这些基因在不同物种和发育阶段的表达模式可能有所不同,因此需要建立适用于多种鱼类模型的标准化检测方法。

另一个重要挑战在于,如何将鱼类模型的研究结果转化为适用于人类健康和环境风险评估的依据。尽管鱼类在代谢和内分泌功能上与哺乳动物存在一定的相似性,但它们的生理结构和代谢机制仍有显著差异。因此,研究者需要综合考虑鱼类和哺乳动物的生理特征,以确保研究结果的适用性。此外,不同EDCs可能通过不同的途径影响脂肪代谢,如EATS途径或非EATS途径,这要求在评估时需同时考虑多种机制,以全面理解其潜在的健康风险。

在监管层面,EDCs的分类和评估通常基于其对内分泌系统的干扰机制,而肥胖相关EDCs的识别和分类仍处于探索阶段。由于缺乏明确的测试指南和评估标准,许多研究者和监管机构在评估EDCs对肥胖的影响时面临困难。因此,需要在现有测试指南中引入肥胖相关的评估指标,并开发更精确的检测方法,以确保能够准确识别和分类这些物质。

此外,鱼类模型在研究EDCs对肥胖的影响时,还需考虑其生态和经济意义。例如,在水产养殖中,过量喂养可能导致鱼类脂肪积累,影响其健康状况、繁殖效率和产品质量。因此,了解EDCs对鱼类脂肪代谢的影响不仅有助于环境和健康监管,也对优化水产养殖实践具有重要意义。

综上所述,鱼类模型在研究EDCs对肥胖的影响方面具有重要价值,但目前的测试指南尚未充分涵盖这一领域。因此,未来的研究和监管工作应重点改进鱼类模型的使用方法,开发标准化的测试指南,并结合分子生物学、代谢分析和影像技术等手段,提高对EDCs影响的识别和评估能力。同时,还需进一步探索鱼类与哺乳动物在代谢和内分泌机制上的异同,以确保研究结果能够有效应用于人类健康和环境风险评估。
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