吡唑醚菌酯长期暴露诱导斑马鱼肝毒性及糖脂代谢紊乱的机制研究

随着农业杀菌剂广泛使用，其环境残留对生态系统和人类健康的潜在危害日益受到关注。本研究针对高效广谱杀菌剂吡唑醚菌酯(PY)在水生生物中的慢性毒性机制不明的问题，通过组织病理学、代谢组学和转录组学分析，揭示了环境浓度PY(0.24-2.4 μg/L)暴露21天可导致斑马鱼肝损伤，干扰核苷酸合成和DNA修复系统，并通过ABC转运蛋白介导糖脂代谢紊乱。该研究为评估PY的生态风险提供了重要理论依据。

　　

在现代农业中，杀菌剂的大规模使用带来了一系列环境问题。吡唑醚菌酯(PY)作为一种高效广谱的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，虽然对鸟类、蜜蜂和哺乳动物急性毒性较低，却对水生生物表现出显著毒性。令人担忧的是，PY在自然水体中的检出频率高达100%，浓度可达17.24 μg/L。已有研究表明，环境相关浓度的PY能导致蝌蚪100%死亡，影响水蚤繁殖能力，并干扰斑马鱼多个生理系统。然而，关于PY慢性暴露对水生生物的毒性机制，特别是对肝脏这一重要代谢器官的影响，仍缺乏系统研究。

为深入探究这一问题，中国农业科学院的研究团队在《Aquatic Toxicology》发表了一项开创性研究。研究人员采用组织病理学观察、代谢组学和转录组学分析等技术手段，系统评估了环境浓度PY(0.24和2.4 μg/L)对成年斑马鱼21天慢性暴露的影响。研究使用5-6月龄AB品系斑马鱼，雌雄各半，在标准实验室条件下进行暴露实验。

The hepatotoxicity on adult zebrafish after PY exposure
研究发现，虽然暴露期间未观察到显著死亡率或异常行为，但组织学分析显示2.4 μg/L PY组出现肝细胞肿胀，0.24 μg/L组肝细胞边界模糊。生化检测发现葡萄糖、丙酮酸、甘油三酯和胆固醇水平显著降低，提示PY干扰了肝脏糖脂代谢。

PY caused hepatotoxicity and abnormal hepatic metabolism
转录组分析揭示，PY暴露下调了嘧啶和嘌呤代谢相关基因表达，干扰核苷酸合成，同时抑制DNA复制和修复系统。代谢组数据显示PY导致甘油磷脂积累，糖类物质减少。特别值得注意的是，ABC转运蛋白家族基因(Abcb5、Abcc1、Abcd2、Abcd3和Abcc10)表达异常，提示这些转运蛋白可能介导了PY诱导的代谢紊乱。

Conclusions
该研究首次系统阐明了环境浓度PY长期暴露通过干扰核苷酸代谢、DNA修复和ABC转运蛋白功能，导致斑马鱼肝毒性和糖脂代谢紊乱的分子机制。令人意外的是，低浓度PY(0.24 μg/L)比高浓度(2.4 μg/L)引起更显著的转录和代谢改变，这种现象提示低剂量PY可能具有特殊的毒性效应，为评估PY的环境风险提供了新视角。

这项研究不仅填补了PY慢性毒性机制的认识空白，也为制定更科学的水环境PY限量标准提供了重要依据。研究发现的低剂量效应特别值得关注，提示当前基于急性毒性的风险评估体系可能需要重新审视。此外，研究揭示的ABC转运蛋白在PY毒性中的作用，为开发新型解毒策略提供了潜在靶点。该成果对保护水生生态系统安全和指导农药合理使用具有重要实践意义。