白藜芦醇(RES)对苯醚甲环唑(DIF)致斑马鱼幼鱼神经毒性的保护作用及机制探索

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology 3.9

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  为探究苯醚甲环唑(DIF)的神经毒性及白藜芦醇(RES)的神经保护特性,研究人员用 DIF 处理斑马鱼胚胎 / 幼鱼。结果发现 DIF 诱导发育毒性和异常神经行为,RES 可部分缓解。该研究为评估三唑类杀菌剂环境风险提供依据。

  在农业领域,三唑类杀菌剂被广泛用于对抗农作物真菌病害,苯醚甲环唑(Difenoconazole,DIF)就是其中常见的一种。它凭借高效、持久的特性,为我国农业增产贡献不少力量。但随着使用量的不断增加,问题也接踵而至。DIF 具有高溶解性、低吸附性和化学稳定性,这使得它频繁出现在地表水、地下水、土壤等各种环境介质中。在我国南方稻田水、泰国农业用水以及马来西亚地表水等水体中,都检测到了不同浓度的 DIF ,甚至在我国北方农业土壤中也发现其残留。而且 DIF 在土壤中的半衰期长达 30 天,这大大增加了其在水生生物体内生物放大和生物积累的风险,对水生生态系统和生物健康构成了潜在威胁。
此前的研究虽然揭示了 DIF 对生殖、免疫、内分泌等方面的不良影响,也知晓其毒性机制涉及代谢紊乱、氧化应激、炎症、凋亡和自噬等,但对于 DIF 的神经毒性,尤其是发育神经毒性,人们了解得还不够深入。与此同时,具有抗氧化活性的天然酚类化合物受到了广泛关注。白藜芦醇(Resveratrol,RES)作为一种天然多酚类植物抗毒素,在花生、葡萄等多种植物中都有存在,它强大的抗氧化和自由基清除能力使其在治疗神经退行性疾病方面展现出巨大潜力,不过其神经保护的分子机制仍有待挖掘。

在这样的背景下,来自国内的研究人员开展了一项意义重大的研究,旨在深入探究 DIF 对斑马鱼的神经毒性,以及 RES 潜在的神经保护作用。该研究成果发表在《Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology》上,为我们理解三唑类杀菌剂的健康风险和寻找应对神经毒性的策略提供了关键线索。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。在实验动物模型方面,选用了与人类神经发育相似的斑马鱼,其中包括神经元转基因的 HuC:egfp 和 hb9:egfp 斑马鱼,以便更好地观察神经发育情况。同时,通过酶联免疫吸附测定(ELISA)技术,检测乙酰胆碱酯酶(AChE)和丁酰胆碱酯酶(BChE)的活性,以此来评估神经功能的变化。此外,还利用相关技术检测活性氧(ROS)水平以及抗氧化酶活性,探究氧化应激在神经毒性中的作用机制。

一、DIF 对斑马鱼幼鱼发育的影响


研究人员用 0.6mg/L 和 1.2mg/L 的 DIF 处理斑马鱼胚胎 / 幼鱼,从受精后 4 小时(hpf)持续到 96hpf。结果发现,DIF 处理后,斑马鱼幼鱼出现了明显的发育毒性。幼鱼的运动时间、游泳距离以及顺时针旋转次数均有所减少,这表明其神经行为出现了异常。

二、DIF 对斑马鱼神经发育的影响


在 HuC:egfp 转基因斑马鱼中,DIF 抑制了中枢神经系统(CNS)的神经发生;在 hb9:egfp 转基因斑马鱼中,DIF 使运动神经元轴突的长度缩短。这一系列结果说明,DIF 对斑马鱼的神经发育产生了显著的抑制作用。

三、DIF 对胆碱酯酶活性和神经发育相关基因的影响


进一步研究发现,DIF 能够抑制胆碱酯酶的活性,同时下调神经发育相关基因的表达。这意味着 DIF 不仅影响了神经发育的结构,还对神经发育过程中的重要酶活性和基因调控产生了负面作用。

四、DIF 对氧化应激和神经元凋亡的影响


DIF 会通过过量产生 ROS,降低抗氧化酶的活性,从而增加氧化应激水平。在氧化应激的作用下,斑马鱼大脑中的神经元发生凋亡。这揭示了 DIF 诱导神经毒性的一个重要潜在机制,即氧化应激和神经元凋亡参与了这一过程。

五、RES 对 DIF 诱导的神经毒性的保护作用


研究人员发现,RES 能够部分恢复 DIF 诱导的神经毒性和发育毒性。它主要通过抑制过量的氧化应激和细胞凋亡,来减轻 DIF 对斑马鱼的不良影响。这表明,RES 有望成为对抗 DIF 神经毒性的有效策略。

研究表明,DIF 可通过诱导氧化损伤和神经元凋亡,对斑马鱼造成神经毒性。而 RES 凭借其抗氧化特性,能够显著缓解这些毒性效应。这项研究从基因层面全面阐释了 DIF 的神经毒性及其潜在机制,为三唑类杀菌剂的环境风险评估提供了宝贵的信息。同时,也为后续寻找更多应对神经毒性的方法指明了方向,对保护水生生态系统和生物健康具有重要的现实意义。

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