钛基化合物与钆、汞在紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)中的交互作用机制及其生态毒理学意义

本研究聚焦环境内分泌干扰物TCDD对斑马鱼精子质量的影响机制。研究人员通过计算机辅助精子分析(CASA)技术，首次系统评估了幼体期暴露于2,3,7,8-四氯二苯并-p-二恶英(TCDD)对成年斑马鱼精子运动参数(包括VCL、VSL、VAP等速度指标)的长期影响，结合单细胞转录组分析发现精子结构基因下调与运动缺陷相关，同时检测到暴露组雄性个体卵黄蛋白原(Vtg)异常诱导。该研究为持久性有机污染物(POPs)的跨代生殖毒性提供了新的分子证据。

　　

在环境污染与生殖健康领域，持久性有机污染物(POPs)的跨代毒性效应日益引发关注。1990至2019年间，全球特发性男性不育症发病率激增76.9%，精子质量参数普遍下降，而发育期暴露于环境内分泌干扰物(EDCs)被认为是重要诱因。其中，2,3,7,8-四氯二苯并-p-二恶英(TCDD)作为二恶英类物质中毒性最强的代表，因其持久性、生物累积性和内分泌干扰特性，对水生生态系统构成长期威胁。美国韦恩州立大学(Wayne State University)的研究团队在《Aquatic Toxicology》发表的研究，首次采用计算机辅助精子分析(CASA)技术，系统揭示了幼体期TCDD暴露对斑马鱼成年后精子运动功能的持续损害。

研究团队采用三个关键技术：1) 建立斑马鱼幼体(3-7周受精后)50ppt TCDD暴露模型；2) 计算机辅助精子分析(CASA)定量评估精子运动参数(包括曲线速度VCL、直线速度VSL等8个动力学指标)；3) 结合单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析精子细胞簇的转录组特征，并检测全鱼匀浆中皮质醇、11-酮睾酮(11-KT)等激素水平。

【精子运动性】结果显示：TCDD暴露组"渐进运动"精子比例从33%降至28%，其VCL、VSL、VAP速度参数在运动初期(1)和末期(4)均显著降低，运动末期LIN(线性度)、STR(直线性)、WOB(摆动性)等动力学参数也出现下降。时间分辨分析揭示TCDD对精子运动功能的影响具有时程依赖性。

【分子机制】单细胞转录组数据显示：暴露组精子细胞簇中鞭毛结构和运动相关基因显著下调，与运动缺陷表型相符。值得注意的是，成年雄性鱼体出现卵黄蛋白原(Vtg)异常诱导——这本是雌性特异性蛋白，其异常表达强烈提示TCDD具有雌激素样干扰效应，而皮质醇、11-KT等激素水平未受影响。

讨论部分指出，该研究首次将CASA技术应用于鱼类TCDD毒性评估，发现发育期暴露可导致持续10个月以上的精子运动功能障碍。精子速度参数(VCL等)与受精成功率直接相关，而Vtg的异常诱导表明TCDD可能通过多重机制干扰生殖内分泌轴。这些发现为解释野生鱼类种群在污染环境中的繁殖衰退提供了新视角，对评估持久性有机污染物的生态风险具有重要价值。研究同时提示，当前环境质量标准可能未充分保护水生生物免受TCDD的长期生殖影响，未来需重点探究毒性阈值和跨代表观遗传机制。