双酚A和氯化铝对成年斑马鱼的比较神经毒性研究：长期暴露下的行为障碍及特定区域的神经病理变化

《Toxicology Reports》：Comparative neurotoxicity of Bisphenol-A and aluminum chloride in adult zebrafish: Behavioral disruption and region-specific neuropathology under chronic exposure

本研究通过21天成年斑马鱼慢性暴露实验，比较双酚A（BPA）和氯化铝（AlCl?）的环境相关剂量（2-4 mg/L）对神经行为和脑组织病理的影响。结果显示BPA组在游泳速度、空间探索和焦虑样行为方面具有更显著剂量依赖性改变，病理学分析发现BPA导致更广泛的脑区神经元空泡化、核固缩和血管周围水肿，而AlCl?主要影响小脑和丘脑。机制分析表明BPA通过破坏突触可塑性和HPA轴，而AlCl?涉及线粒体功能障碍和tau蛋白异常。该模型为水生神经毒素的毒理学评估提供了新方法。

　　在当前环境中，随着工业和农业活动的加剧，神经活性污染物如双酚A（BPA）和氯化铝（AlCl?）的浓度在水体中持续上升，这引发了对其对认知健康长期影响的广泛关注。本研究通过使用一种21天的静态浸润模型，对成年斑马鱼（*Danio rerio*）进行了比较神经毒理分析，探讨了BPA和AlCl?在环境相关浓度下的行为和病理学影响。这种研究方法不仅能够模拟人类长期接触这些污染物的情况，还能够为环境毒理学和人类健康风险评估提供有价值的模型。

研究团队选择了两种剂量（2和4毫克/升）的BPA和AlCl?，这些剂量在文献中被证明能够产生显著的神经毒性效应，同时保持较低的死亡率。这样的剂量选择旨在确保行为和病理学改变的剂量依赖性评估，同时符合实际环境中可能遇到的污染水平。实验过程中，斑马鱼被随机分配到五个组别：对照组（使用0.1%的二甲基亚砜DMSO）、BPA 2 mg/L、BPA 4 mg/L、AlCl? 2 mg/L和AlCl? 4 mg/L，每组7条鱼。研究使用了标准的实验方法，包括行为评估、组织病理学分析和统计学处理，以确保实验的可靠性和可重复性。

在行为评估方面，研究采用了新型水箱潜水测试（NTDT）和基于颜色的T迷宫测试，以评估焦虑样行为、运动功能和空间认知能力。这些测试结果显示，BPA对斑马鱼的影响更为显著，尤其是在运动速度和距离、探索行为以及空间偏好方面。BPA 4 mg/L组表现出比AlCl? 4 mg/L组更明显的运动抑制，同时在T迷宫测试中，BPA暴露的斑马鱼对奖励区域的探索减少，显示出认知灵活性的下降。此外，BPA暴露的斑马鱼在探索区域的停留时间显著增加，这可能与焦虑样行为的增强有关。

相比之下，AlCl?对斑马鱼的影响较为温和，主要局限于小脑和丘脑区域。在行为表现上，AlCl?导致的运动速度下降和空间探索变化不如BPA显著。然而，AlCl?的暴露仍然显示出一定的神经毒性，特别是在运动和认知方面，其影响可能与线粒体功能障碍和tau蛋白病理性变化有关。这些发现表明，BPA和AlCl?虽然都对神经功能有影响，但其作用机制和影响范围存在显著差异。

在组织病理学分析中，BPA暴露的斑马鱼显示出更广泛的神经退行性变化，包括脑区（如前脑和间脑）的空泡化、神经元固缩和周围神经组织充血。这些病理特征进一步支持了BPA对神经系统的广泛破坏。而AlCl?则主要影响小脑和丘脑，导致神经元的轻微退化和周围神经组织的轻度充血。这表明，尽管两者都具有神经毒性，但BPA的影响更为系统和广泛，而AlCl?则更局限于特定的脑区。

研究还指出，使用成年斑马鱼作为模型具有显著的优势，因为它们的神经系统和行为表现与人类有较高的相似性，同时允许高通量的行为分析和实时成像。这种方法不仅能够更准确地反映慢性暴露的长期影响，还能减少实验过程中因群体差异带来的变量干扰。此外，实验过程中采用的两步麻醉程序和冷却方法确保了实验动物的福利，减少了生理压力，提高了实验结果的可靠性。

研究团队在讨论部分强调了本研究的创新性和重要性。传统上，许多关于神经毒性的研究集中在急性暴露或胚胎模型，这些模型往往无法全面反映慢性暴露的复杂性。本研究通过使用成年斑马鱼，评估了长期、低剂量暴露对神经行为和病理学的影响，填补了这一研究空白。此外，研究不仅关注行为变化，还结合了组织病理学分析，提供了更全面的神经毒性评估。

研究的局限性也得到了充分的讨论。由于仅使用成年雄性斑马鱼，研究未能涵盖性别和发育阶段相关的脆弱性。虽然这有助于减少激素波动对行为结果的干扰，但未来的研究应考虑性别差异，以更全面地理解这些污染物对不同群体的影响。此外，研究中未进行分子水平的验证，如氧化应激标志物、神经递质谱或凋亡基因表达分析，这限制了对具体机制的深入探讨。未来的研究应通过这些方法进一步验证BPA和AlCl?的作用机制。

综上所述，本研究通过成年斑马鱼模型，系统地评估了BPA和AlCl?在环境相关浓度下的神经毒性效应，揭示了它们在影响神经行为和病理学方面的差异。这些发现不仅有助于理解这些污染物对神经系统的影响，还为环境毒理学和人类健康风险评估提供了重要的参考。研究强调了成年斑马鱼作为模型的适用性，并指出未来研究应进一步探索性别差异、分子机制以及环境污染物的混合暴露，以增强对这些污染物毒性的理解和监管意义。