环境浓度6PPDQ长期暴露通过干扰多神经递质通路诱导斑马鱼神经毒性

本研究针对轮胎添加剂6PPD的臭氧转化产物6PPDQ在水环境中的长期神经毒性问题，通过30天慢性暴露实验（2-200?μg/L），结合DESI-MS成像、转录组学和神经递质检测技术，首次揭示6PPDQ在斑马鱼脑部富集并破坏谷氨酸能/GABA能等多条神经传导通路，导致行为异常（低浓度亢奋/高浓度抑制）和脑组织损伤，为制定水生环境6PPDQ安全阈值提供关键依据。

　　

轮胎添加剂6PPD作为橡胶抗氧化剂在全球范围内大量使用，其与臭氧反应生成的6PPDQ已成为新型环境污染物。自2020年研究者发现6PPDQ对银鲑的急性致死效应后，其在全球水体中的检出浓度虽普遍低于急性毒性阈值（中国<72?ng/L，美国最高3.2?μg/L），但长期低剂量暴露的生态风险仍属未知。尤其值得注意的是，不同鱼种对6PPDQ敏感性差异显著——斑马鱼等耐受物种虽无急性死亡，却普遍出现螺旋游动等异常行为，暗示潜在神经毒性机制。

为破解这一环境健康难题，生态环境部华南环境科学研究所团队在《Environment International》发表研究，通过30天慢性暴露实验（2/20/200?μg/L），首次系统评估环境浓度6PPDQ对斑马鱼的神经毒性效应。研究采用全质谱成像（DESI-MS）定位污染物分布，结合UPLC-MS/MS定量验证；通过行为学追踪、脑组织病理切片、转录组测序及9种神经递质检测，多维度解析毒性机制。

3.1 发育抑制与组织分布
200?μg/L组斑马鱼体长/体重显著降低3.5%。DESI-MS成像显示6PPDQ主要富集于肌肉（1673?ng/g）和脑部（733?ng/g），20?μg/L组脑组织检出25.8?ng/g，证实其血脑屏障穿透能力。

3.3 行为双相调控
呈现典型"倒U型"剂量效应：2?μg/L诱导游动速度增加40.7%，而20/200?μg/L组分别抑制18.4%/17.8%。热图分析显示高剂量组运动轨迹显著收缩。

3.4 脑病理损伤
H&E染色发现20?μg/L以上剂量引发脑室扩大和颗粒细胞空泡化，200?μg/L组出现明显神经元缺失，提示中枢神经系统结构性损伤。

3.5 神经通路紊乱
转录组测序鉴定出200?μg/L组5771个差异基因，KEGG富集显示谷氨酸能/GABA能通路（涉及grm1a/gabra1等13个基因）最显著。qPCR验证200?μg/L组谷氨酸受体grin2da表达下调2.3倍，GABA合成酶gad1b降低68%。

3.6 递质水平异常
ELISA检测发现200?μg/L组5-HT、DA、GABA、GLU等递质含量下降30-50%，而乙酰胆碱（ACh）因AChE活性抑制反升高1.8倍，形成"抑制性递质减少-兴奋性递质累积"的失衡状态。

这项研究首次阐明环境浓度6PPDQ通过"组织富集-通路干扰-递质失衡-行为异常"链式机制诱发神经毒性。特别值得注意的是，2?μg/L（接近实际环境高值）即可通过谷氨酸能通路扰动引发行为亢奋，而20?μg/L（污水处理厂出水浓度）导致不可逆脑损伤。研究建立的"质谱成像-多组学联用"技术体系，为新型污染物的神经毒理研究提供范式。鉴于全球轮胎年产量超20亿条，该成果对修订水生环境6PPDQ限值标准具有紧迫现实意义，同时提示需关注低剂量污染物对神经系统的隐性危害。