环境相关浓度微囊藻毒素-LR/-RR诱导秀丽隐杆线虫多代生殖毒性及转录组变化

微囊藻毒素(MCs)污染对水生生态系统和人类健康构成长期威胁，但其多代生殖毒性机制尚不明确。安徽科研团队通过秀丽隐杆线虫(C. elegans)三世代实验，首次揭示ppb级MC-LR/RR通过亲本暴露可破坏F1/F2子代生殖细胞发育，转录组分析发现P0代抗菌肽基因上调和F1代细胞色素P450(CYP)基因抑制。该研究为评估MCs的跨代毒性提供了重要理论依据。

　　

微囊藻毒素（Microcystins, MCs）作为蓝藻水华产生的最常见毒素，正在全球淡水系统中引发日益严重的环境健康危机。这些具有肝毒性的环状七肽化合物中，MC-LR和MC-RR是自然水体中最主要的两种亚型，在藻华暴发期间浓度可达63 μg/L，远超世界卫生组织1 μg/L的饮用水安全限值。尽管已有研究证实MCs会导致肝脏损伤甚至肝癌，但关于其对生殖系统的跨代影响机制仍存在重大知识空白。更令人担忧的是，常规水处理工艺难以有效去除这类稳定化合物，使得人类和生态系统面临长期暴露风险。

安徽科研团队在《Toxicology Letters》发表的研究，首次系统揭示了环境相关浓度（ppb级）MCs通过亲本暴露产生的跨代生殖毒性。研究者选择具有短生命周期和明确遗传背景的模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)，通过三世代实验结合转录组学，解析了MCs干扰生殖细胞发育的分子机制。

研究采用四个关键技术：1）多世代暴露实验设计（P0-F2）；2）精子激活率检测（使用him-5突变株）；3）生殖细胞凋亡荧光标记（Acridine Orange染色）；4）Illumina转录组测序（数据存入NCBI BioProject PRJNA1211694）。

【C. elegans strains and maintenance】
实验使用野生型N2和him-5突变株，在20℃标准条件下培养，确保遗传背景一致性。

【Effects of MCs on sperm activation】
通过体外精子激活实验发现，1-10 μg/L MC-LR/RR处理使完全激活精子比例下降23.7%-41.2%，且呈现剂量效应。值得注意的是，MC-RR的毒性强度与MC-LR相当，这与传统认知中MC-LR毒性更强的结论形成对比。

【Transcriptomic changes across generations】
转录组分析揭示：P0代显著上调抗菌肽基因（如abf-2、spp-1），暗示先天免疫系统激活；F1代则出现细胞色素P450（CYP）基因家族（如cyp-35a2、cyp-14a5）的广泛抑制，这种表观遗传调控可能通过生殖细胞传递给后代。

【Discussion】
研究突破性地证实MCs的生殖毒性可通过表观遗传机制跨代传递。抗菌肽的持续激活可能导致F1代代谢酶系统（如CYP450）功能紊乱，这种"免疫-代谢"轴失衡或是MCs跨代毒性的核心机制。

【Conclusion】
该研究不仅为MCs的生殖风险评估提供了新证据，更重要的是揭示了环境污染物通过表观遗传调控产生跨代效应的分子路径。研究结果对制定更严格的水质标准、开发针对性水处理技术具有重要指导意义，也为探索其他环境毒素的跨代毒性机制提供了范式。