引言
汞（Hg）是一种全球性分布的重大污染物，因其持久性和在食物网中的生物累积性而被列为优先控制的高度危险物质（UNEP, 2019）。在水环境中，无机汞（IHg）和甲基汞（MeHg）均存在。IHg通常在水体中占主导地位（Bravo et al., 2014; Guédron et al., 2016; Liu et al., 2008），而MeHg在食物网中生物放大，通过海鲜摄入对人类和野生动物构成严重的环境威胁（Boening, 2000; Depew et al., 2012; Lavoie et al., 2013）。
在淡水环境中，底栖滤食性双壳贝类如Dreissena polymorpha（斑马贻贝）是生态毒理学评估的关键物种，因为它们能在时间和空间上累积污染物，并在底栖-浮游耦合中占据中心位置（Zieritz et al., 2022）。它们与汞的生态毒理学也密切相关，因为通过受污染微藻的膳食摄入是MeHg进入其组织进而进入淡水食物网的主要途径（Mao et al., 2021）。事实上，作为一种重要的被捕食者，其存在与鱼类中更高的MeHg浓度相关，表明MeHg向更高营养级的转移增加（Blinick et al., 2024; Lepak et al., 2019）。此前的研究表明，IHg和MeHg均可在D. polymorpha中蓄积，但MeHg通常显示出比IHg更高的生物累积因子，尤其是在鳃部（Seguin et al., 2025）。D. polymorpha可能作为汞污染的生物指示物种（Yang et al., 2020）。
已知汞暴露会在脊椎动物和无脊椎动物中引发广泛的生理改变，包括生长抑制、发育缺陷、存活率降低以及运动和摄食能力受损（Yang et al., 2020）。汞毒性的一种核心机制是其与蛋白质中巯基的强亲和力，这破坏了酶活性、氧化还原稳态，促进活性氧（ROS）产生、脂质过氧化及其他氧化损伤（Baratange et al., 2022, 2023, 2025; Carvalho et al., 2008; K?nigsberg et al., 2001）。在可比生物累积水平下，MeHg暴露通常引起比IHg更为显著的毒性反应，表明MeHg在分子水平上具有更高的毒性潜力（Beauvais-Flück et al., 2017, 2018; Seguin et al., 2025）。在D. polymorpha中，MeHg降低滤食率并引起更明显的消化腺病变，包括纤维化、坏死、管状萎缩和血细胞浸润，而IHg则引起较轻微的病理损伤（Seguin et al., 2025）。两种汞形态均触发了氧化应激反应，但MeHg导致抗氧化酶活性、脂质过氧化以及抗氧化防御和能量代谢相关基因表达的更大变化，呈现组织和时间依赖性模式（Seguin et al., 2025），尽管这些研究主要关注靶向生物标志物，仅捕获了生物反应的有限部分。相比之下，高通量"组学"方法如转录组学、蛋白质组和代谢组学有望提供更广泛的非靶向分子扰动视角，有助于识别已知的和意外的毒性通路。这些方法对于在环境相关浓度下检测早期反应特别有价值，即在生理损伤显现之前（Campos et al., 2012; Garcia-Reyero & Perkins, 2011; Regier et al., 2013）。组学方法已在各种水生无脊椎动物中提供了关于金属调控通路以及非生物因子或污染物混合物影响的见解（Campillo et al., 2015; Chen et al., 2023; Chora et al., 2009; Guo et al., 2016; Laurent et al., 2023; Wang et al., 2013; Q.-L. Zhang et al., 2019, 2020），包括双壳贝类（Baratange et al., 2023, 2025; Jiang et al., 2021; Xie et al., 2024）。在D. polymorpha中，转录组学、蛋白质组和代谢组学将环境污染与免疫、解毒和能量代谢通路的改变联系起来，涉及实验室和野外条件（Baratange et al., 2023; Hani et al., 2021; Lance et al., 2023; Prud'homme et al., 2020）。然而，结合多个组学层次与经典功能生物标志物的研究仍然很少，特别是对于滤食性双壳贝类中IHg和MeHg的比较研究。先前的研究主要关注单一汞形态和有限的分子或生理终点，这限制了对毒性通路的比较。表征IHg和MeHg所影响的分子毒性通路对于更好地理解汞毒性至关重要，因为它们不同的理化性质、生物有效性和与细胞靶标的相互作用被认为会导致不同的生物反应。此外，检查互补的组学层次提供了比单一分子水平方法更全面的汞暴露分子反应视角。结合这些方法提供了一个独特机会，将汞的分子扰动与生理反应和氧化应激状态联系起来。
迄今为止，据我们所知，尚无研究通过多组学方法结合经典生物标志物来探究D. polymorpha中膳食暴露IHg和MeHg的分子毒性通路。这一知识空白十分关键，因为膳食摄入是滤食性生物中汞暴露的主要途径。本研究因此通过结合转录组学、蛋白质组和代谢组学以及氧化应激生物标志物，研究了D. polymorpha中膳食暴露IHg和MeHg的分子毒性通路及其组织特异性反应。解决这一空白对于阐明该物种中汞生物累积和毒性的机制基础以及改善生物监测项目中的数据解释至关重要。具体而言，本工作旨在：（i）在受控膳食暴露后，比较D. polymorpha鳃部和消化腺中IHg和MeHg的生物累积情况；（ii）鉴定每种汞形态影响的组织特异性分子通路和细胞过程；（iii）联系多组学和生物标志物反应以推断汞诱导毒性的潜在机制。选择鳃和消化腺作为两个关键组织，因为它们直接暴露于环境，且具有与汞摄取、分布和毒性相关的互补生理功能。鳃参与呼吸和滤食，而消化腺在消化和解毒中发挥核心作用。其他器官也可生物累积汞，但它们与环境没有直接关联。本研究的工作假设为：（1）膳食暴露IHg和MeHg在D. polymorpha中引起显著的生物效应，体现在不同的组织特异性分子和功能反应上；（2）膳食MeHg导致比IHg更高的生物累积和更显著的分子及生物标志物反应，这与其更高的毒性和生物放大潜力一致。
Clarisse Seguin|Tainá Rocha De Almeida|Isabelle Bonnard|Benjamin Marie|Christophe Klopp|Jean Armengaud|Jean-Luc Loizeau|Damien Rioult|Claudia Cosio
