甲巯咪唑对日本青鳉幼鱼甲状腺激素系统的影响及其在甲状腺干扰化学物质不良结局通路中的适用性研究

本研究针对甲状腺干扰化学物质(THDCs)在模式鱼类日本青鳪(Oryzias latipes)中的毒性机制尚不明确的问题，通过甲状腺过氧化物酶(TPO)抑制剂甲巯咪唑(MMI)暴露实验，系统考察了其对幼鱼生长、鳔充气、甲状腺激素(T4/T3)水平及相关基因表达的影响。研究发现MMI呈剂量依赖性抑制T4水平但未显著影响生长指标，为完善THDCs不良结局通路(AOPs)的物种适用性提供了重要依据。

　　

在环境毒理学研究领域，甲状腺激素(Thyroid hormones, THs)系统作为脊椎动物发育和代谢调控的核心环节，其异常可能引发严重的生理功能障碍。尽管斑马鱼和黑头呆鱼等模式生物已建立甲状腺干扰化学物质(Thyroid-disrupting chemicals, THDCs)的不良结局通路(Adverse Outcome Pathways, AOPs)，但作为重要水生毒理学模型的日本青鳪(Oryzias latipes)相关机制仍存在认知空白。这种知识缺口直接制约着THDCs生态风险评估的物种外推准确性，亟需通过特定抑制剂实验来验证AOPs的跨物种适用性。

研究人员选择甲状腺过氧化物酶(Thyroid peroxidase, TPO)抑制剂甲巯咪唑(Methimazole, MMI)作为工具化合物，系统考察了其对日本青鳪幼鱼的多层次影响。研究采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定甲状腺激素水平，通过实时定量PCR(qPCR)分析基因表达，结合形态学观察记录生长指标和鳔充气率。实验设计涵盖多个MMI暴露浓度梯度，确保获得可靠的剂量-效应关系数据。

Abstract
研究证实MMI暴露显著降低了日本青鳪幼鱼的T₄水平，且呈现明确的剂量依赖性，这与已知THDCs作用机制相符。但值得注意的是，甲状腺激素相关基因(包括促甲状腺激素受体tshr、脱碘酶dio1/dio2等)的表达变化未显示剂量相关性，暗示该物种可能存在独特的TH调控反馈机制。

Growth and swim bladder inflation
形态学分析显示，不同浓度MMI处理组的体长、体重等生长参数无统计学差异，生长相关基因(如igf1、ghrb等)表达也未受显著影响。虽然鳔充气失败率存在组间差异(p<0.05)，但各处理组维持约90%的正常充气率，表明该指标对TPO抑制不敏感。

Thyroid hormone levels
激素检测数据最具说服力地证实了MMI的TH干扰效应：最高暴露组T₄水平降至对照组的23%，而T₃未出现同步下降，提示脱碘酶系统可能发挥了代偿作用。这种THs变化模式与斑马鱼AOPs描述的关键事件(Key Events)高度一致。

Gene expression analysis
分子层面结果显示，尽管甲状腺激素受体(trα/trβ)、转运蛋白(transthyretin)等基因表达有波动，但均未形成剂量-效应梯度。这种"全或无"式的基因响应特征，可能反映日本青鳪对THDCs存在不同于其他鱼类的分子适应策略。

该研究首次在日本青鳪中验证了TPO抑制剂引起的THs紊乱符合AOPs框架，为THDCs生态风险评估提供了重要的物种特异性数据。特别值得注意的是，虽然分子和生理指标响应程度存在差异，但T₄水平的剂量依赖性抑制这一核心事件具有跨物种保守性，这强化了AOPs在预测THDCs毒性方面的普适价值。研究同时揭示日本青鳪可能通过独特的基因调控网络缓冲THs波动，这种物种差异提示在构建预测模型时需谨慎考虑生物分类学适用范围。发表于《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》的这项成果，不仅完善了水生毒理学的基础理论，也为环境污染物监管提供了科学依据。