长期接触铜会通过干扰生殖系统和破坏肠道微生物群,导致日本青鳉(Oryzias latipes)出现多系统毒性反应

《Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology》:Chronic copper exposure induces multi-systemic toxicity in Japanese medaka ( Oryzias latipes) via reproductive disruption, and gut microbiota dysbiosis

【字体: 时间:2025年11月25日 来源:Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology 3.9

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  铜污染对日本 medaka 鱼生殖、氧化应激及肠道菌群的影响研究。通过长期暴露实验发现铜显著干扰性腺发育(HPG轴紊乱)、诱发氧化应激(SOD/CAT活性变化)及促炎反应(IL-6/TNF-α升高),同时导致肠道菌群多样性下降及优势菌属结构改变。

  
阿卜杜勒·哈利姆·汗(Abdul Haleem Khan)|穆罕默德·贾瓦德(Muhammad Jawad)|萨娜·纳西尔(Sana Nasir)|徐海静(Haijing Xu)|吴梦洲(Mengzhou Wu)|邱俊强(Junqiang Qiu)|李明友(Mingyou Li)
教育部重点实验室——上海海洋大学水生遗传资源勘探与利用实验室,中国上海 201306

摘要

铜(Cu2+)作为一种必需的微量元素,当其以较高浓度进入水生环境时,会带来严重的生态毒性风险,这主要源于工业排放、农业径流和城市废水等人为因素。本研究考察了在六个月的暴露期内,与环境相关的铜浓度(0、5、10 和 20 μg/L)对日本青鳉(Oryzias latipes)的长期影响,重点关注其生殖毒性、氧化应激、免疫反应以及肠道微生物群的变化。组织病理学分析显示,铜暴露导致生殖器官受损,包括睾丸和卵巢结构紊乱、精子生成受阻以及卵子成熟度下降。激素水平的变化表明黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)和雌二醇(E2)水平升高,而睾酮(T)水平降低,说明铜暴露干扰了下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴的功能。铜暴露还改变了抗氧化酶的活性,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)的水平发生性别依赖性的变化,表明存在氧化失衡和防御反应;同时促炎细胞因子(IL-1β、IL-6 和 TNF-α)的表达上调。通过 16S rRNA 测序分析肠道微生物群,发现肠道菌群严重失衡,α 多样性指数显著下降,β 多样性出现明显聚集。分类学分析显示有益菌门(如梭杆菌门、厚壁菌门和放线菌门)的数量急剧减少,而潜在的机会性细菌(Proteobacteria)数量增加,BacteroidotaVerrucomicrobiota 的组成也发生改变,表明肠道稳态受到破坏。综上所述,长期暴露于铜离子会导致日本青鳉出现多系统毒性反应,损害生殖功能,引发氧化应激和炎症反应,并改变肠道微生物群落结构,从而加剧宿主的生理压力。
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