氯吡硫磷对斑马鱼幼体的心脏毒性作用可能是通过吞噬细胞激活机制介导的

《Environmental Chemistry and Ecotoxicology》：Chlorpyrifos cardiotoxic responses may be mediated by phagocytic activation in larval zebrafish

本研究系统评估了三种典型液晶单体（tFPO-CF2-dF3B、2OdFP3bcH和TPrCB）对斑马鱼幼虫神经行为的影响，发现LCMs显著干扰多巴胺、5-羟色胺和γ-氨基丁酸能系统，并通过分子对接与D2和5HT1A受体高亲和力结合，同时转录组学分析揭示了钙信号和线粒体功能异常。这些发现为评估LCMs的神经毒性提供了机制依据。

　　
本研究针对液晶显示器制造中广泛使用的液晶单体（LCMs）的神经毒性展开系统性评估，重点揭示其通过多途径干扰神经递质稳态及信号通路的分子机制。研究选取了tFPO-CF2-dF3B、2OdFP3bcH和TPrCB三种典型LCMs，基于环境浓度模拟设计低（1-6 ng/L）、中（10-60 ng/L）、高（50-100 μg/L）三个暴露梯度，通过斑马鱼幼虫模型系统评估了神经行为学、神经化学及转录组层面的综合效应。

在神经行为学层面，LCMs暴露导致幼虫呈现显著的昼夜节律紊乱与应激反应异常。光-暗交替实验显示，高浓度LCMs处理组幼虫总活动距离减少达21.8%，且黑暗环境下的活动抑制更为显著（2OdFP3bcH达31.1%）。焦虑样行为（空间探索异常）的定量分析表明，三种LCMs均显著增强幼虫的墙附行为（p<0.01），其中TPrCB中浓度组焦虑指数提升达8.8%。触觉刺激实验揭示暴露幼虫的应激敏感度显著增强，首次刺激反应强度较对照组提高71.1%-136.4%，且存在剂量依赖性衰减现象，这与抗生素诱导的神经毒性机制存在相似性。

神经化学分析发现LCMs对中枢神经递质系统产生系统性重构：多巴胺（DA）、5-羟色胺（5-HT）和γ-氨基丁酸（GABA）浓度分别提升108%-838%、25.7%-704.5%和40.5%-202.6%，而谷氨酸（GLU）浓度下降20%-45%。这种DA/5-HT/GABA的"3+1"调控模式通过质谱联用技术（HPLC-MS/MS）和酶活性检测（AChE）得到双重验证。值得注意的是，GABA/GLU失衡系数达到1.8-2.3倍，这种抑制性神经递质相对亢进与兴奋性神经递质相对抑制的矛盾状态，可能源于LCMs对谷氨酸脱羧酶（GAD）的抑制和GABA再摄取通道的干扰。

分子机制研究揭示LCMs通过多靶点作用引发神经毒性：1）受体水平作用：通过分子对接证实LCMs与D2受体（结合能-15.57 kcal/mol）、5-HT1A受体（-13.02 kcal/mol）存在高亲和力结合，这种受体竞争可能引发多巴胺能和5-羟色胺能神经递质释放异常；2）信号通路干扰：KEGG富集分析显示显著影响酪氨酸代谢（p=0.002）、色氨酸代谢（p=0.003）和谷氨酸代谢（p=0.001），对应DA合成前体DOPA提升32%-178%的同时，色氨酸代谢关键酶MAO-A活性下降15%-22%；3）钙稳态破坏：转录组学显示ATP2A2A（电压门控钙通道亚基）和RYR1B（钙释放通道）表达量分别下降38%-45%和27%-35%，结合线粒体COX6A2基因表达抑制（p<0.01），提示LCMs可能通过干扰内质网-线粒体钙信号转导轴引发神经元兴奋毒性。

环境健康学意义方面，研究构建了LCMs神经毒性作用的代谢-基因-疾病网络模型（图5），发现其扰动模式与精神分裂症（DA过度活跃、GABA/Glu失衡）、阿尔茨海默病（线粒体功能障碍、tau蛋白异常）存在高度同源性。特别是LCMs暴露诱导的COX6A2基因表达抑制（降幅达42%），与帕金森病模型中观察到的线粒体复合物II活性下降具有相似机制。这种跨物种和跨疾病的毒性共性，为LCMs的环境风险评估提供了重要生物学标记。

方法学创新体现在三重验证体系：1）行为学检测采用动态光-暗交替模式结合声触觉刺激实验，有效区分神经发育毒性（光暗活动抑制）与成熟神经毒性（应激反应亢进）；2）代谢组学覆盖28种关键神经递质相关代谢物，结合HPLC-MS/MS的高灵敏度检测（定量限达0.1 ng/L），首次系统阐明LCMs对多巴胺能-5-羟色胺能-GABA能三角系统的协同干扰机制；3）转录组测序（RNA-seq）深度解析LCMs对钙离子信号通路（影响率达67%）和线粒体能量代谢（影响率58%）的靶向破坏作用。

研究局限性主要体现于模型系统与实际暴露场景的差异：斑马鱼幼虫的体表渗透系数是成体的8倍，可能高估环境暴露的实际生物有效性；此外，未评估LCMs在发育不同阶段的累积效应，特别是对神经突触可塑性的长期影响仍需验证。建议后续研究应建立LCMs暴露-行为改变-分子机制的剂量响应模型，并开发基于微流控芯片的动态暴露系统，更真实模拟电子废弃物处置场景中的多介质复合暴露。

该研究首次揭示LCMs神经毒性的"代谢-基因-疾病"三级作用机制：初级代谢干扰（DOPA/色氨酸代谢关键酶活性变化）导致神经递质稳态失衡→次级基因表达失调（钙通道和线粒体功能基因）→终末病理改变（精神分裂症样行为和阿尔茨海默病相关分子特征）。这种多尺度整合分析方法为新型持久性有机污染物的毒性评估提供了范式参考，特别对荧光增强型LCMs的神经靶向毒性研究具有开创性意义。