波罗的海季节性抗雄激素活性与蓝贻贝Mytilus trossulus基因表达谱的关联研究

本研究针对波罗的海水域中内分泌干扰物(EDs)的季节性污染问题，通过XenoScreen YAS/YAS生物测定和转录组测序技术，首次揭示了污水处理厂出水口附近水域存在显著季节性波动的抗雄激素活性（秋季达36.47 μM氟他胺当量），并发现蓝贻贝性腺中与配子发生、脂代谢和解毒过程相关的基因表达呈现同步季节性变化，为评估EDs对海洋生物的累积效应提供了分子层面的新证据。

　　

在波罗的海这片世界上最大的半咸水海域，人类活动带来的污染正悄然改变着海洋生态系统的平衡。这片海域不仅承受着来自沿岸密集人口和工业活动的压力，还面临着水交换缓慢（完全换水需25-40年）的天然劣势。近年来，内分泌干扰物（Endocrine Disruptors, EDs）——这类能干扰生物体内分泌系统的外源性物质，已成为威胁海洋生物健康的新兴环境污染物。从避孕药中的合成雌激素到防晒霜中的苯酮-3，从农药残留到塑料添加剂，这些化学物质正通过污水处理厂排放、农业径流和航运活动源源不断地涌入海洋。

面对这一严峻形势，波兰科学院海洋研究所的研究人员开展了一项创新性研究。他们以波罗的海特有的蓝贻贝（Mytilus trossulus）为研究对象，结合先进的环境监测技术和转录组学方法，首次系统揭示了该海域EDs污染的季节性特征及其对海洋生物的潜在影响。这项发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》的研究，不仅填补了波罗的海EDs动态监测的空白，更为评估这类污染物对海洋生态的长期影响提供了重要科学依据。

研究人员采用了多学科交叉的研究策略：通过XenoScreen YAS/YAS酵母生物测定法量化水样中的抗雄激素活性（以氟他胺当量计）；利用人乳腺癌细胞系BT-474评估雌激素/抗雌激素活性；采用RNA测序技术分析蓝贻贝性腺转录组季节性变化；并运用生物信息学工具（Trinity组装、DESeq2差异表达分析等）解析基因表达模式。所有样本均来自格但斯克湾污水处理厂附近的Mechelinki监测站，按季节采集（2021年4月至2022年1月）。

研究结果部分呈现了一系列重要发现：

3.1 抗雄激素活性的季节性特征

水样分析显示显著的季节性波动：秋季HLB萃取样本抗雄激素活性最高（36.47 μM FE），冬季次之（23.57 μM FE），而春季（4.48 μM FE）和夏季（0.54 μM FE）显著降低。这种模式与当地供暖季污染物排放、药物使用高峰（如抗抑郁药和止痛药）以及浮游生物生命周期高度吻合。

3.4 转录组分析揭示生物节律与应激响应

对46,938个表达基因的分析显示：

• 配子发生相关基因：精子发生基因（SPATA22、SPAG8等）在秋季表达最高，印证了蓝贻贝秋季生精、春季产卵的生殖周期。

• 脂代谢调控：HSD17B10（17-β羟类固醇脱氢酶）在秋季表达升高5.2倍，暗示类固醇激素代谢的季节性调整。

• 氧化应激响应：SOD2（超氧化物歧化酶）和TXN2（硫氧还蛋白）在秋季表达达峰值，反映环境压力最大时期。

• 解毒通路：CYP450酶家族多数成员在春季高表达，而CYP4A6在秋季特异上调39.8倍，显示解毒系统的季节性重编程。

这项研究的创新性在于首次将波罗的海EDs活性的季节性变化与模式生物的分子响应相关联。研究发现虽然未检测到急性生理紊乱，但持续的抗雄激素污染可能导致蓝贻贝种群面临慢性风险。特别是在气候变化背景下，水温升高可能加剧污染物毒性效应——研究期间夏季水温达21.1°C，已超出蓝贻贝最适生存温度（13°C），这与氧化应激基因的上调模式相吻合。

研究还提出了若干待解之谜：例如浮游生物季节性消长可能通过"生物泵"效应影响EDs的分布——春季藻类增殖吸收污染物，而秋季衰亡时释放。这种生态过程或可解释为何抗雄激素活性在秋季达到峰值。此外，约73.7倍的性别差异基因（如卵黄蛋白原VTG在雌性高表达）提示EDs可能对种群性别比例产生潜在影响。

这项研究为波罗的海生态风险评估提供了新的分子标志物，如VMO-1（卵黄膜外层蛋白）的季节性表达模式可作为EDs暴露的敏感指标。研究者强调，鉴于EDs的"鸡尾酒效应"（多种低浓度污染物的协同作用），未来需要建立更完善的监测体系，特别是对污水处理厂出水进行长期效应导向分析。随着波罗的海沿岸人口持续增长和新兴污染物不断涌现，这项研究为制定保护海洋生物多样性的科学政策提供了关键数据支撑。