基于21天短期暴露和全生命周期暴露，对N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基-p-苯二胺（6PPD）对大型溞（Daphnia magna）的生殖毒性进行了比较研究，并探讨了其潜在的毒性机制

《Aquatic Toxicology》：Comparative study on the reproduction toxicity of N-(1,3-dimethylbutyl)-N′-phenyl-p-phenylenediamine (6PPD) to Daphnia magna based on a 21-day short-term exposure and whole-life-stage exposure and the underlying toxic mechanisms

6PPD在环境相关浓度下通过ROS介导的氧化损伤和分子对接作用抑制水蚤繁殖，短时毒性测试低估其实际生态风险。

　　本研究聚焦于一种广泛存在于环境中的常见轮胎添加剂——N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基-对苯二胺（6PPD）对水生生物的影响。6PPD作为一种重要的抗氧化剂，被广泛应用于轮胎制造过程中，以防止橡胶的氧化和磨损。由于其使用范围广泛，包括传送带、软管、电缆、染料、润滑剂和家用产品，6PPD被频繁检测到在淡水生态系统中，甚至在饮用水中也有所出现。随着其在环境中的扩散，关于其对生态系统的潜在影响的研究也逐渐增多。然而，目前大多数研究主要基于部分生命周期测试的结果，这些结果可能未能全面反映6PPD在自然环境中的真实生态风险。因此，本研究通过比较不同暴露时间（21天与整个生命周期）下6PPD对水蚤（*Daphnia magna*）的繁殖和生长影响，进一步探讨其潜在的毒性机制。

* Daphnia magna * 是生态毒理学研究中常用的模式生物之一，因其对污染物高度敏感、繁殖周期短且寿命较短（通常在50至90天之间）而受到关注。它在受污染的生态系统中可能持续暴露于污染物，因此其生命周期暴露实验对于评估污染物的生态风险具有重要意义。以往的研究表明，6PPD在环境相关浓度下（如5.68和9.20 μg/L）对* Daphnia magna * 的繁殖参数具有显著影响，但在21天的短期暴露下并未观察到明显的不良效应。这一发现表明，当前基于部分生命周期测试的方法可能低估了6PPD在环境中的潜在风险。为了更准确地评估这种风险，本研究引入了全生命周期暴露实验，并结合了生物标志物响应指数（BRI）模型、分子对接和分子动力学模拟等方法，深入探讨6PPD的毒性机制。

研究结果表明，6PPD在环境或接近自然水浓度下对* Daphnia magna * 的繁殖能力具有显著抑制作用，尤其是在整个生命周期暴露后，其后代数量和净繁殖率均显著下降。然而，在21天的短期暴露下，这种影响并未显现，这说明环境中的6PPD浓度可能在较长时间内才表现出其毒性效应。这一现象可能与6PPD在生物体内的累积效应有关，表明短期暴露可能无法准确反映其在自然环境中的长期生态风险。此外，研究还发现，6PPD在较高浓度下（如44.58 μg/L）会导致脂质过氧化反应的加剧，尽管生物体的抗氧化能力有所增强，但氧化应激仍成为主要的毒性机制。这一发现进一步揭示了6PPD对水生生物的潜在危害。

为了深入理解6PPD的毒性机制，本研究结合了多种生物标志物，包括抗氧化相关指标、解毒相关基因（如细胞色素P450 CYP360A8）以及繁殖相关基因（如卵黄蛋白Vtg和蜕皮激素受体EcR）。这些生物标志物的检测结果表明，6PPD可能通过干扰生物体的代谢过程，影响其繁殖能力。同时，分子对接和分子动力学模拟结果显示，6PPD可能通过与EcR的结合，干扰正常的激素调节机制，从而抑制繁殖。这一机制与氧化应激共同作用，导致6PPD对* Daphnia magna * 的繁殖能力产生显著影响。

此外，研究还关注了6PPD在实验过程中浓度的变化情况。由于6PPD在水中的溶解度较低，实验中通常需要使用助溶剂来提高其溶解度。在本研究中，采用丙酮作为助溶剂，以确保6PPD在实验溶液中的稳定存在。然而，实验结果显示，6PPD的实际浓度在实验开始时与标称浓度存在显著差异，且随着时间推移，其浓度会进一步下降。这一现象可能与6PPD在实验溶液中的降解、吸附或生物转化有关，也可能受到实验条件的影响。因此，实验中采用的实际浓度作为后续分析的基础，以确保研究结果的准确性。

在研究方法上，本研究采用了全生命周期暴露实验，并结合了多种分析手段，包括生物标志物响应指数（BRI）模型、分子对接和分子动力学模拟。这些方法的综合应用有助于更全面地评估6PPD的毒性效应，并揭示其作用机制。同时，研究还采用了标准化的实验流程，确保实验数据的可靠性和可比性。实验中使用的生物标志物包括抗氧化相关指标、解毒相关基因以及繁殖相关基因，这些指标的检测结果为研究提供了多方面的信息。

研究的结论表明，6PPD在环境相关浓度下对* Daphnia magna * 的繁殖能力具有显著影响，尤其是在全生命周期暴露后。然而，在21天的短期暴露下，这种影响并未显现，这说明当前基于部分生命周期测试的方法可能低估了6PPD的生态风险。此外，研究还发现，6PPD在较高浓度下会导致脂质过氧化反应的加剧，尽管生物体的抗氧化能力有所增强，但氧化应激仍成为主要的毒性机制。这一发现进一步揭示了6PPD对水生生物的潜在危害。

本研究的成果不仅有助于更准确地评估6PPD在自然环境中的生态风险，也为相关污染物的毒性评估提供了新的思路和方法。通过全生命周期暴露实验和多指标分析，研究能够更全面地反映污染物对生态系统的潜在影响。同时，分子对接和分子动力学模拟等方法的应用，为理解污染物的毒性机制提供了重要的理论支持。这些方法的结合使用，使得研究能够更深入地揭示6PPD的作用机制，并为未来的生态毒理学研究提供参考。

此外，本研究还关注了6PPD在实验过程中可能的降解途径。实验结果显示，6PPD的实际浓度在实验开始时与标称浓度存在显著差异，且随着时间推移，其浓度会进一步下降。这一现象可能与6PPD在实验溶液中的降解、吸附或生物转化有关，也可能受到实验条件的影响。因此，实验中采用的实际浓度作为后续分析的基础，以确保研究结果的准确性。通过分析这些浓度变化，研究能够更准确地评估6PPD在自然环境中的实际影响，并为相关污染物的生态风险评估提供依据。

研究的创新之处在于，通过全生命周期暴露实验和多指标分析，结合分子对接和分子动力学模拟等方法，更全面地评估了6PPD的毒性效应。这一方法的综合应用，使得研究能够更深入地揭示6PPD的作用机制，并为未来的生态毒理学研究提供参考。同时，研究还发现，6PPD在较高浓度下会导致脂质过氧化反应的加剧，尽管生物体的抗氧化能力有所增强，但氧化应激仍成为主要的毒性机制。这一发现进一步揭示了6PPD对水生生物的潜在危害。

本研究的发现对于环境保护和生态治理具有重要意义。首先，它揭示了6PPD在环境中的潜在毒性效应，特别是在长期暴露下对水生生物的繁殖能力产生显著影响。这表明，仅依赖短期暴露实验可能无法准确评估6PPD的生态风险，因此需要引入全生命周期暴露实验。其次，研究还发现，6PPD可能通过干扰生物体的代谢过程，影响其繁殖能力。这一发现为理解6PPD的毒性机制提供了新的视角，并为未来的污染物控制提供了理论依据。

此外，本研究还强调了生物标志物在生态毒理学研究中的重要性。通过检测多种生物标志物，如抗氧化相关指标、解毒相关基因以及繁殖相关基因，研究能够更全面地评估污染物对生态系统的潜在影响。这些生物标志物的检测结果为研究提供了多方面的信息，并有助于更准确地判断污染物的毒性效应。同时，分子对接和分子动力学模拟等方法的应用，为理解污染物的毒性机制提供了重要的理论支持。

本研究的成果不仅有助于更准确地评估6PPD在自然环境中的生态风险，也为相关污染物的毒性评估提供了新的思路和方法。通过全生命周期暴露实验和多指标分析，研究能够更全面地反映污染物对生态系统的潜在影响。同时，分子对接和分子动力学模拟等方法的应用，为理解污染物的毒性机制提供了重要的理论支持。这些方法的结合使用，使得研究能够更深入地揭示6PPD的作用机制，并为未来的生态毒理学研究提供参考。

综上所述，本研究通过全生命周期暴露实验和多指标分析，结合分子对接和分子动力学模拟等方法，揭示了6PPD在环境中的潜在毒性效应，并探讨了其作用机制。研究结果表明，6PPD在环境相关浓度下对* Daphnia magna * 的繁殖能力具有显著影响，尤其是在长期暴露下。这一发现表明，当前基于部分生命周期测试的方法可能低估了6PPD的生态风险，因此需要引入更全面的评估方法。此外，研究还发现，6PPD可能通过干扰生物体的代谢过程，影响其繁殖能力，这一发现为理解6PPD的毒性机制提供了新的视角，并为未来的污染物控制提供了理论依据。