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为探究氯虫苯甲酰胺（CHL）对水生生物的急性毒性及通路扰动，研究人员用 EcoToxChip（384 功能定量 PCR 阵列）分析 96 小时暴露于不同浓度 CHL 的幼体黑头软口鲦基因表达，发现钙介导、免疫等通路基因响应，SeqAPASS 显示超百种鱼类保守 CHL-RyR 互作，具跨物种外推价值。
在全球农业蓬勃发展的当下，各类农药的广泛使用给生态环境埋下潜在隐患。氯虫苯甲酰胺（CHL）作为二酰胺类杀虫剂的代表，凭借高效的害虫防治效果在农业领域占据重要地位，但其在地表水中的广泛检出，让水生生物的安全面临严峻挑战。二酰胺类杀虫剂通过与兰尼碱受体（RyR）结合，干扰靶标和非靶标生物肌肉收缩过程中的钙释放，然而目前关于 CHL 对幼体鱼类的急性反应研究，尤其是亚致死效应的探索尚不够充分，其通过结合 RyR 扰动的生物通路也有待深入挖掘。在此背景下，美国环境保护署大湖毒理学与生态学部门的研究人员开展了相关研究，该研究成果发表在《Aquatic Toxicology》上，为揭示 CHL 对水生生物的毒性机制及跨物种风险评估提供了重要依据。
研究人员主要采用了 EcoToxChip 技术，这是一种 384 功能定量聚合酶链反应（qPCR）阵列，用于表征基因表达的变化。实验以孵化后 24 小时的幼体黑头软口鲦（Pimephales promelas）为研究对象，进行了 96 小时的静态暴露实验，设置了 10-250 μg/L 的 6 个 CHL 浓度梯度。同时，借助美国环境保护署的 SeqAPASS（通过序列比对预测跨物种敏感性）工具，分析 CHL 与 RyR 相互作用在不同鱼类物种中的保守性。
EcoToxChip 分析
研究人员参考 Jensen-Brickley 等人（2025）发表的幼体急性毒性试验方法，在位于明尼苏达州德卢斯的美国环境保护署大湖毒理学与生态学部门实验室现场培养设施中，将孵化后 24 小时的黑头软口鲦幼体暴露于 CHL（CASRN 500008-45-7，Sigma-Aldrich，纯度≥95%）中 96 小时。名义浓度分别为 10、24、51、113 和 250 μg/L，通过将纯 CHL 溶解于经紫外线处理和砂滤的湖水中制备而成。
差异表达分析和差异表达基因（DEGs）
差异表达分析表明，随着 CHL 浓度的增加，差异表达基因（DEGs）的数量呈上升趋势（补充图 S2），且大多数基因在较高浓度下呈上调状态。在 10 μg/L 时仅检测到 7 个 DEGs，而在 24、51、113 和 250 μg/L 浓度下则鉴定出 17-21 个 DEGs。利用 EcoToxModules 和 EcoToxProcesses 功能分析发现，许多 DEGs 参与细胞过程、信号传导和免疫通路（表 1）。
讨论
将新替代方法（NAMs）工具和数据应用于监管领域是一个重要目标，但在采用和应用过程中存在诸多障碍（Sewell 等人，2024；Johnson 等人，2022；Miccoli 等人，2022；Pain 等人，2020）。为克服这些障碍，需要有关如何将 NAMs 用于风险评估过程的案例研究，包括整合不同类型的 NAMs 数据（Sewell 等人，2024）。将 NAMs 数据与现有知识相结合，有助于更全面地理解 CHL 的毒性机制。
本研究通过 EcoToxChip 技术首次系统揭示了 CHL 暴露下幼体黑头软口鲦中钙介导过程、细胞通讯、免疫系统和神经系统等通路的基因表达变化，为 CHL 对水生生物的亚致死效应机制提供了直接证据。同时，SeqAPASS 工具的应用证实了 CHL 与 RyR 相互作用在超过 100 种鱼类中的保守性，这意味着该研究结果具有跨物种外推的潜力，为评估 CHL 对更广泛鱼类物种的毒性风险提供了重要参考。研究结果不仅加深了对 CHL 这一广泛使用杀虫剂毒性的理解，还展示了多种预测毒理学工具在生态毒理学研究中的协同作用，为推动 NAMs 在环境风险评估中的实际应用提供了有价值的案例，有助于完善水生生物保护的监管框架，为全球水生生态安全的评估和管理提供了新的思路和技术支持。
