半缩二脲（SEM）是一种肼类衍生物，常被用作生物标志物来检测母体抗生素硝呋唑的残留。硝呋唑因其促进生长的特性以及在防治细菌感染方面的作用，常用于水产养殖和家禽生产。尽管许多国家已限制硝呋唑在食品来源产品中的使用，但SEM也可能源自多种其他途径，例如食品加工中的次氯酸盐处理以及偶氮二甲酰胺的热分解（Kwon, 2017; Yu et al., 2018），导致SEM在生态环境（Tian, et al., 2017; Xu, et al., 2010）及消费品（Crews, 2014; Yang et al., 2024）中出现并持续存在。据报道，SEM可与生物组织中的蛋白质结合形成结合态；因此难以自然降解（Johnston et al., 2015; Yang et al., 2024）。值得注意的是，SEM也在一些动植物中被检出，如蜂蜜（Crews, 2014）、海藻和甲壳类动物（Rairat et al., 2023）。一个合理的推测是，SEM可能是通过含有脒基或脲基的含氮化合物（如精氨酸、组氨酸、瓜氨酸、肌酸和肌酐）的降解而形成的（Hoenicke et al., 2004）。考虑到其对生态系统可能造成的干扰，这些发现极大地加剧了人们对SEM在环境中持久存在的担忧。
迄今为止，大量研究已阐明了SEM对多种生理、生化和分子过程的不良影响。例如，一定浓度的SEM暴露可诱导海洋斑海鱼产生氧化应激和能量代谢紊乱（Xu et al., 2025b）。就免疫毒性而言（Zhou et al., 2022），SEM暴露可引起细胞损伤、降低血细胞吞噬活性并降低海洋甲壳类动物的疾病抵抗力。在 rat和鱼类中，多项研究表明SEM可损害生殖系统（Malashetty et al., 2022; Yue et al., 2017）和内分泌功能（Guo and Liang, 2023; Yue et al., 2018），包括抗雌激素效应（Yu, et al., 2016）。此外，SEM还表现出其他毒性效应，包括遗传毒性（Abramsson-Zetterberg and Svensson, 2005）、肝毒性（Fuente et al., 1983; Zhou et al., 2022）、骨病变（Vlastos et al., 2010）、致癌性（Takahashi et al., 2014）和神经毒性（He et al., 2018; Maranghi et al., 2009）。总体而言，这些重要发现为SEM诱导的毒性提供了证据，但这些研究主要聚焦于成年动物，并考察了特定的生理、生化或分子终点。因此，人们对SEM诱导毒性的全面理解及其潜在的分子机制仍然有限，尤其是在生物体早期发育阶段。
早期发育阶段是硬骨鱼类生命周期中最敏感且关键的时期之一（Lele and Krone, 1996），在此期间暴露于各种胁迫条件可能会改变发育程序并引发独特的毒理学效应（Hariharan et al., 2024）。斑海鱼（Oryzias melastigma）是一种被广泛用于生态风险评估的海洋模式物种，因其发育周期短且在实验室条件下易于培养（Dong et al., 2014; Wang et al., 2025）。此前，大量研究表明，鱼类早期发育阶段暴露于环境污染物可导致持久性长期效应，即使在恢复期后仍然存在，包括潜在的渗透调节缺陷（Bonatesta et al., 2022）、神经毒性效应（Ferreira et al., 2023; Yan et al., 2024），以及后代畸形率和死亡率增加（Baker et al., 2013）。为进一步阐明SEM在早期发育阶段的毒性效应及其可能持久效应的机制，本研究将海洋斑海鱼胚胎暴露于环境相关浓度的10、50和100 μg/L SEM溶液中14天，并采用RNA测序技术探究其潜在的分子机制，随后进行90天的恢复期以评估潜在的长期效应。据我们所知，这是首项采用高通量转录组学分析来表征SEM诱导的分子毒性通路的研究报告，为阐明SEM暴露的分子应答提供了有益的起点。基于转录组学结果，我们进一步评估了与神经传导相关的酶活性，并整合生理、生化和分子证据，阐明海洋斑海鱼对SEM暴露的应答机制。这些发现为SEM的发育毒性提供了新的见解，有助于更全面地评估其对水生生物的生态风险。
