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为评估伊维菌素对水生生物神经系统的安全性，研究人员以斑马鱼幼鱼为模型，探究其对神经发育的影响。发现伊维菌素可致幼鱼头部水肿、脑细胞密度及神经元数量减少、神经嵴发育受损、凋亡增加、运动减少及神经发育相关基因表达异常，具重要警示意义。
在现代农牧业蓬勃发展的背后，农药的大量使用如同隐藏的 “生态炸弹”，正悄然引发日益严峻的环境危机。伊维菌素作为一种高效抗寄生虫药物，自 1981 年问世以来，凭借其卓越的抗寄生虫特性，在农业、兽药和水产养殖领域得到广泛应用。然而，随着其使用量的激增，一个不容忽视的问题逐渐浮出水面：这种药物在环境中的代谢降解过程十分缓慢。研究表明，伊维菌素在动物体内的代谢降解缓慢，大部分以原型通过粪便排出，而在环境中，其半衰期在不同条件下差异显著，夏季户外环境中为 7-14 天，冬季则可长达 91-217 天，这使得它频繁地在 livestock 区域附近的水体中被检测到。尽管已有文献报道了伊维菌素对水生生物的毒性效应，但聚焦于其神经毒性的研究却寥寥无几。众所周知，许多农药通过干扰神经系统的正常功能来达到杀虫目的，伊维菌素同样通过破坏靶标生物的神经系统发挥作用，那么，它是否会对非靶标水生生物的神经系统造成类似影响呢？这一疑问如同一团迷雾，笼罩在生态安全的上空，亟待科研人员去拨开。
为了揭开这层迷雾，贵州大学绿色农药与农业生物工程教育部重点实验室、绿色农药国家重点实验室的研究人员开展了一项具有重要意义的研究，相关成果发表在《Environmental Toxicology and Pharmacology》上。他们以斑马鱼幼鱼为研究对象，深入探究伊维菌素对水生生物神经系统，尤其是神经发育的影响。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先进行斑马鱼培养及伊维菌素暴露实验，将亲本斑马鱼饲养在水温 28.5℃、光暗周期 10h:14h 的循环水系统中，收集胚胎并筛选出健康胚胎用于后续实验，通过毒性筛选确定了伊维菌素的暴露浓度（ survival > 95% at a concentration of 0.4）；然后对斑马鱼幼鱼的形态进行观察记录，在暴露 72h 后通过摄影记录胚胎形态，在暴露不同浓度伊维菌素 3 天后借助光学显微镜观察幼鱼发育结构差异；此外，还对幼鱼的运动行为进行评估，并分析神经发育相关基因的表达情况。
伊维菌素诱导斑马鱼幼鱼畸形
通过对斑马鱼幼鱼的毒性研究发现，伊维菌素会诱导斑马鱼胚胎出现发育畸形。在斑马鱼幼鱼暴露于伊维菌素 72 小时后，通过摄影记录胚胎形态，并对四个样本组的发育结构差异进行比较。在光学显微镜下观察暴露于不同浓度伊维菌素 3 天后的斑马鱼幼鱼，结果显示伊维菌素能够导致斑马鱼幼鱼出现头部水肿等发育异常情况。
伊维菌素对斑马鱼幼鱼大脑细胞密度和神经元数量的影响
进一步研究发现，伊维菌素会使斑马鱼幼鱼大脑中的细胞密度降低，神经元细胞数量减少。这表明伊维菌素对斑马鱼幼鱼的神经系统结构发育产生了显著的负面影响，可能干扰了神经细胞的增殖和分化过程。
伊维菌素对神经嵴发育和细胞凋亡的影响
神经嵴在神经系统发育中起着至关重要的作用，而研究结果表明，伊维菌素会损害斑马鱼幼鱼的神经嵴发育，同时诱导细胞凋亡。细胞凋亡的增加可能是导致头部区域神经系统损伤的主要原因之一，这进一步揭示了伊维菌素神经毒性的作用机制。
伊维菌素对斑马鱼幼鱼运动行为的影响
在运动行为方面，伊维菌素会导致斑马鱼幼鱼的运动能力下降。这一结果与神经系统受损密切相关，神经系统的正常功能是维持动物运动行为的基础，伊维菌素对神经系统的损伤直接反映在幼鱼的运动表现上。
伊维菌素对神经发育相关基因表达的影响
最后，研究发现伊维菌素能够诱导斑马鱼幼鱼体内与神经发育相关的基因表达异常。基因表达的改变是细胞功能和发育过程的分子基础，这一结果从分子层面揭示了伊维菌素影响神经发育的机制。
综合研究结果表明，伊维菌素对斑马鱼幼鱼的神经系统早期发育具有显著的损伤作用，具体表现为诱导发育异常（如头部水肿）、降低大脑细胞密度和神经元数量、损害神经嵴发育、诱导细胞凋亡、减少运动行为以及干扰神经发育相关基因的正常表达。在讨论部分，研究人员指出，伊维菌素作为阿维菌素的衍生物，是一种高效的抗寄生虫剂，但其对非靶标生物的安全性日益受到关注。尽管伊维菌素通过破坏害虫的神经系统发挥作用，但针对其对非靶标生物神经安全性的研究却相对匮乏。本研究通过斑马鱼模型，首次系统地揭示了伊维菌素对水生生物神经系统发育的毒性效应，填补了该领域的研究空白。这一研究成果不仅为深入了解伊维菌素的生态风险提供了重要的科学依据，也为合理使用伊维菌素、保障水生生态系统的安全敲响了警钟，有助于推动相关部门加强对该药物的环境风险评估和监管，促进农业和生态环境的可持续发展。
