综述：斑马鱼精子毒性测试：一种新兴的体外和体内模型，用于评估男性生殖系统的毒性

《Journal of Hazardous Materials》：Zebrafish sperm toxicity tests: an emerging in vitro and in vivo model for male reproductive toxicity

斑马鱼精子毒性测试（ZST）系统评估了环境化学物质对雄性生殖的影响，发现超过80种污染物（如双酚A、三丁基锡）通过氧化应激和激素干扰导致精子数量、活力及形态异常，并探讨体外与体内实验方法差异及标准化需求。

　　

Felipe Cirqueira | Igor Costa Ribeiro | Bárbara Jorge de Assis Silva | Rafael Henrique Nóbrega | Thiago Lopes Rocha

巴西戈亚斯州戈亚尼亚市，戈亚斯联邦大学热带病理学与公共卫生研究所环境生物技术与生态毒理学实验室

摘要

雄性生殖毒性测试是毒理学研究、药物开发期间的监管与安全评估以及环境生物监测的标准组成部分。斑马鱼（Danio rerio）已成为研究雄性生殖毒性的重要模型，尤其是通过精子毒性测试。因此，本综述系统地分析了有关斑马鱼精子毒性测试（ZST）的科学文献，重点探讨了环境化学物质对精子质量和生殖健康的影响。研究结果表明，已有超过80种化学物质被证实会对斑马鱼的精子产生不良影响，包括合成雌激素、金属、杀虫剂和抗生素。多种内分泌干扰物（如双酚A（BPA）和三丁基锡（TBT）通过破坏激素调节和引发氧化应激，影响精子的数量、活力和形态。文章还讨论了实验方法，包括精子采集技术和储存介质，这些因素对实验的可重复性至关重要。暴露时间差异较大：体内研究通常涉及长期暴露，而体外研究则多为短期暴露。斑马鱼精子最常见的不良影响包括精子数量减少、体积或密度下降、活力减弱、DNA和膜完整性受损以及形态变化，其中内分泌干扰是主要的致病机制。综述强调了制定标准化方案、进一步研究新兴污染物及其跨代效应的必要性，并提倡开发先进的体外模型以减少对体内实验的依赖。总体而言，斑马鱼精子毒性测试是评估环境污染物对生殖健康影响的有效工具，有助于保护人类和环境的健康。

章节节选

引言

斑马鱼（Danio rerio）是一种源自南亚河流和溪流的小型淡水鲤科鱼类。近年来，斑马鱼在多个研究领域迅速受到关注。尽管已有100年的研究历史，但其最初的应用主要集中在发育和行为研究[2],[3],[4]方面。如今，斑马鱼的研究已扩展到神经科学[5],[6]、心脏病学[7],[8]、肿瘤学等多个生物医学领域

方法学

本研究遵循PRISMA（系统评价和荟萃分析的优先报告项目）[68]标准，利用“Web of Science”、“SCOPUS”、“PubMed”和“ScienceDirect”数据库，通过关键词“Zebrafish”或“Danio rerio”以及“Sperm”或“Spermatozoa”或“Gametes”或“Reproductive cells”和“Toxicity”或“Toxicology”（单数和复数形式）进行了文献检索。搜索范围涵盖了所有相关研究

历史进展

关于斑马鱼精子毒性测试（ZST）的研究始于2002年，德国的Njiwa和Müller[75]发现，斑马鱼在接触杀虫剂二氯二苯三氯乙烷（DDT）（浓度为0.05、0.5、5和50 μg/l）180分钟至2个月后，其精子活力、数量和寿命均有所下降。在接下来的四年（2003-2006年）中，仅有三篇相关论文发表，其中McAllister和Kime在2003年[76]（英国）的研究中指出，防污剂三丁基锡会对精子造成不可逆的损伤

结论与未来展望

本综述系统地总结了斑马鱼精子毒性研究的最新进展，强调了斑马鱼（D. rerio）作为评估雄性生殖毒性模型的日益重要性。斑马鱼精子的损伤已被证实是体内和体外研究的宝贵生物标志物，为了解各种有毒物质对精子质量和生殖健康的影响提供了重要见解。综述指出了该领域的主要趋势、方法学挑战及未来发展方向

环境意义

斑马鱼（Danio rerio）是评估传统和新兴污染物对雄性生殖系统体外和体内危害作用的理想模型。因此，本文重点讨论了斑马鱼精子毒性测试（ZST）的相关数据，特别是环境化学物质对精子质量和生殖健康的影响。污染物可导致精子数量减少、体积或密度下降、活力减弱、DNA和膜完整性受损等多种问题

未引用的参考文献

[266],[278],[279],[280],[281],[282],[283],[284],[285],[286],[287],[288],[289],[290],[292],[293],[294]

CRediT作者贡献声明

Thiago Lopes Rocha：撰写与编辑、数据验证、监督、资源协调、项目管理、方法学设计、资金申请、数据整理、概念构建。 Rafael Henrique Nóbrega：撰写与编辑、数据验证、监督、资源协调。 Felipe Cirqueira：撰写与编辑、初稿撰写、方法学设计、实验研究、数据分析、数据整理、概念构建。 Jorge Bárbara：撰写与编辑、数据整理。 Igor Costa

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了巴西国家科学技术发展委员会（CNPq）（项目编号140651/2024-1）和戈亚斯州研究支持基金会（FAPEG，戈亚斯州，巴西）（公开招标10/2025）的财政支持。此外，作者感谢巴西国家科学技术发展委员会（CNPq）提供的资金支持。Thiago Lopes Rocha和Rafael Henrique Nóbrega还获得了CNPq的生产力奖学金（项目编号306329/2020-4）