《Aquatic Toxicology》：Commercial formulation containing 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid (2,4-D) induces cellular damage, tissue injury, and antioxidant disruption in zebrafish
Danio rerio
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本研究评估了2,4-D对斑马鱼鳃的毒性，发现短期暴露（0.03-3.0 mg/L，7天）导致鳃组织形态学、超微结构及生化变化，3.0 mg/L组出现严重病变，可能与NO介导的炎症和血管损伤有关，提示需加强环境监管。
Breno Raul Freitas Oliveira | Aline Guimar?es Pereira | Rafael Kremer | Gabriel Da Rocha Zurchimitten | Daniele Hummel Moreira | Lucas Cezar Pinheiro | Carmen Simioni | Luciane Cristina Ouriques | Geison Souza Izídio
巴西圣卡塔琳娜联邦大学（UFSC）细胞生物学、胚胎学和遗传学系，弗洛里亚诺波利斯，圣卡塔琳娜州
摘要
2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）是全球使用最广泛、历史最悠久的除草剂之一。尽管作为杀虫剂非常有效，但越来越多的证据表明它可能对非目标水生生物产生毒性作用。本研究旨在评估斑马鱼（Danio rerio）在短期接触含有2,4-D的商业制剂后鳃部的形态学、超微结构和生化变化。实验中将鱼暴露于0（对照组）、0.03、0.3和3.0 mg/L的除草剂中，持续7天。暴露后收集鳃部样本进行分析。组织学检查发现次级鳃片中存在细胞异常，包括增生、富含线粒体的细胞（MRCs）的肥大以及上皮层脱离。组织病理学评估显示，在0.3 mg/L浓度下仅有轻微损伤，在3.0 mg/L浓度下则出现中度损伤。超微结构分析显示MRCs中的线粒体受损，最高浓度下支柱细胞也受到破坏。生化分析显示，暴露于3.0 mg/L组的鱼体内还原型谷胱甘肽（GSH）和氧化型谷胱甘肽（GSSG）水平下降，同时亚硝酸盐浓度升高。除草剂暴露后未检测到脂质过氧化现象。亚硝酸盐水平升高、GSH和GSSG减少、血管扩张以及线粒体损伤和炎症细胞浸润等现象强烈表明，一氧化氮（NO）介导的炎症与3.0 mg/L组观察到的血管病变之间存在关联。这些发现表明该除草剂会损害鳃部结构。综上所述，我们的结果强调了需要更严格的环境监管，并突显了使用含有2,4-D的商业制剂所带来的潜在生态风险。
章节摘录
引言
2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）是一种开发于20世纪40年代的除草剂。这种氯化芳香烃是美国军队在越南战争期间使用的橙剂（Agent Orange）的主要成分之一（Mahmood等人，2016年）。如今，超过1,500种商业制剂以2,4-D作为主要活性成分（Butova等人，2024年；Islam等人，2018年）。该除草剂因其高效、选择性强且成本低廉而受到广泛应用。
实验动物
实验所用斑马鱼（Danio rerio）年龄在4至6个月之间，平均体长3厘米，购自巴西圣卡塔琳娜州的水族店。随后在圣卡塔琳娜联邦大学（UFSC）的饲养箱中适应两周。根据先前的研究（Pereira等人，2018年），饲养密度为每升水1克鱼，即每升水3条鱼。通过在安乐死时称重确认了这一密度。
结果
在整个适应期及鱼暴露于除草剂期间，水的物理化学性质保持稳定。在整个实验过程中，未记录到任何斑马鱼死亡事件。完整的统计数据（包括F值、自由度、p值和事后分析结果）见补充表1。
讨论
本研究表明，暴露于环境相关浓度的2,4-D商业制剂对D. rerio并无致死作用，但确实导致了其鳃部的显著生化、细胞和形态变化。由于鳃部表面积大且直接与水接触，因此极易受到水溶性污染物的影响。这种高渗透性使得溶解化合物容易被吸收，随后可能被代谢、生物累积或进入体内其他部位。
结论
本研究显示，暴露于环境相关浓度的2,4-D商业制剂的斑马鱼（D. rerio）的鳃部结构和功能受到明显影响。在较低浓度下仅观察到轻微的组织病理学变化，而暴露于3.0 mg/L浓度的鱼则出现了严重的损伤，包括上皮层破裂、鳃片融合和动脉瘤形成，从而影响呼吸效率。超微结构分析首次发现了支柱细胞和线粒体的损伤。
资助
Breno Raul Freitas Oliveira、Gabriel da Rocha Zurchimitten和Daniele Hummel Moreira获得了CAPES（高等教育人员培训协调机构）的奖学金资助。Geison Souza Izídio获得了CAPES/PRINT提供的博士后研究资助。
作者贡献
所有作者均参与了研究的构思和设计。材料准备、数据收集与分析工作由Breno Raul Freitas Oliveira、Gabriel da Rocha Zurchimitten、Rafael Kremer、Daniele Hummel Moreira和Aline Guimar?es Pereira完成。初稿由Breno Raul Freitas Oliveira撰写，所有作者都对稿件的各个版本进行了修改和评论。
作者声明
所有作者均参与了研究的构思和设计。材料准备、数据收集与分析工作由Breno Raul Freitas Oliveira、Gabriel da Rocha Zurchimitten、Rafael Kremer、Daniele Hummel Moreira和Aline Guimar?es Pereira完成。初稿由Breno Raul Freitas Oliveira撰写，所有作者都对稿件的各个版本进行了修改和评论。
未引用参考文献
Martínez-Tabche等人，2004年；Oru?等人，2004年；Xiao和Meng，2025年
