醌氧芬(Quinoxyfen)对斑马鱼头部发育及突触成熟相关神经基因的毒性效应研究

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology 3.9

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  为解决醌氧芬(QXY)对水生生物发育毒性机制不明确的问题,研究人员以斑马鱼为模型,通过FET(鱼类胚胎急性毒性)测试、转基因株系Tg(neuroD:gfp ia50)和分子分析,发现QXY暴露导致颅面畸形、小头症及神经基因(gad1b、cyp19a1b等)异常表达,证实其具有神经发育毒性及内分泌干扰效应,为环境污染物风险评估提供新依据。

  

醌氧芬(Quinoxyfen, QXY)作为一种曾被广泛使用的农药,因其对水生生物的毒性于2013年被列入欧盟水框架指令优先污染物清单,并于2019年全面禁用。然而,其潜在持久性和生物累积性仍引发关注,尤其是对发育阶段的毒性机制尚未阐明。斑马鱼因其透明的胚胎和保守的神经发育通路,成为研究环境污染物影响的理想模型。在此背景下,研究人员通过多学科手段揭示了QXY对斑马鱼神经系统的深层危害。

研究采用鱼类胚胎急性毒性测试(FET)确定两个亚致死浓度(0.4 mg/L和0.8 mg/L),结合转基因斑马鱼株系Tg(neuroD:gfp ia50)的共聚焦显微成像和橙吖啶(Orange Acridine)凋亡染色,评估QXY对中枢神经系统发育的影响。分子层面通过qPCR检测神经基因gad1b(谷氨酸脱羧酶)、cyp19a1b(芳香化酶)、shank3a(突触支架蛋白)、nrxn1a(神经连接蛋白)及原癌基因c-fos的表达变化。

亚致死毒性表型分析
暴露于QXY的斑马鱼幼体呈现显著的颅面软骨缺陷和小头症,伴随震颤行为,提示运动神经元功能受损。转基因株系的神经细胞荧光标记显示脑区结构异常,凋亡检测证实神经元程序性死亡增加。

神经基因调控异常
QXY显著下调gad1b(抑制性神经递质合成酶)和cyp19a1b(雌激素合成关键酶),而上调shank3a和nrxn1a(突触成熟相关蛋白),表明突触可塑性紊乱。c-fos的激活进一步印证神经应激反应。

结论与意义
该研究首次系统证实QXY通过干扰内分泌信号和突触基因网络导致神经发育障碍,其诱导的小头症与人类先天性颅缝早闭存在分子相似性。成果发表于《Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology》,为修订QXY的环境安全阈值提供实验依据,并警示类似结构污染物的潜在跨物种危害。

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