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多氯联苯和多溴联苯醚对非洲爪蟾生长发育和性腺发育的影响

李焕婷  
【摘要】: 多氯联苯(Polychlorinated biphenyl, PCBs)和多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)是典型的持久性有机污染物,它们的化学性质稳定、难以自然降解,能在环境中长期存在并随食物链等级的升高而放大进行生物富集。许多研究证实,PCBs和PBDEs暴露对野生动物和人的生殖系统、神经系统以及内分泌系统产生影响。其中对生殖系统的影响最受关注,这两种物质均能使雄性鼠的性腺出现退行性变化,进而影响雄性的生殖功能。 本试验以非洲爪蟾为模型生物,研究PCBs和PBDEs对非洲爪蟾生长发育和性腺发育的影响,并初步探讨其影响机制。 【方法】非洲爪蟾蝌蚪从46/47阶段开始暴露不同浓度的各暴露物直到变态后1个月,然后在无暴露物的情况下再饲养2个月。暴露期间每天观察蝌蚪的生长发育情况,记录变态百分数以及变态时间。非洲爪蟾变态3个月后将其解剖,称体重及肝重、统计性别比例、爪蟾取性腺观察性腺形态以及组织学结构。取PCB和PBDE联合暴露组雄性非洲爪蟾的性腺以及脑提取总RNA,反转录后扩增雌激素受体(Estrogen rcceptor, ER)、雄激素受体(Androgen receptor, AR)、芳香化酶(Aromatase, Aro)等,与对照组作比较,统计PBDE和PCB暴露对以上3种特异性基因表达水平的影响。 【结果】 1. 5μg/L PCB-118和5μg/L OH-PCB未对非洲爪蟾的体重以及肝重产生显著影响。5μg/L OH-PCB能使雄性非洲爪蟾的比例显著增加,但5μg/L PCB-118无此影响。在性腺组织学方面,两种暴露物均不能使雌性非洲爪蟾的性腺组织结构发生改变,却使雄性性腺发生退行性变化和雌性化,如睾丸组织结构变得疏松、睾丸组织中出现早期卵等。在5μg/L OH-PCB暴露组中,睾丸组织出现成熟的卵细胞。 2. PBDE-209暴露能使非洲爪蟾的变态时间延长、体重减轻但对相对肝重没有显著影响。PBDE-209暴露引起非洲爪蟾雄性性腺出现睾丸卵的比例增加,并且各PBDE-209暴露组雄性性腺均出现了组织结构的改变,如睾丸发育不良:睾丸中只有少量的精原细胞或者睾丸中精原细胞非常多而其他各期的精母细胞以及精细胞较少。而10μg/L PBDE-209暴露使睾丸中出现了成熟卵。 3. PCB-118暴露使睾丸组织发育不良,出现较多的体细胞。而PBDE暴露使雄性爪蟾睾丸中出现早期卵,并且出现死亡的精细胞。PBDE和PCB联合暴露只是使睾丸中出现死亡的精细胞。基因表达结果显示:PCB-118暴露能显著增加AR以及Aro的表达水平对ER表达影响不明显;PBDE-209暴露能显著引起脑内AR,ER以及Aro的表达水平升高;PCB与PBDE联合暴露除了使脑和性腺内AR表达水平显著减少外,对其他两个基因的表达没有显著影响。各暴露物对非洲爪蟾性腺内基因表达的影响:PCB-118能使睾丸内AR的表达水平显著升高。PBDE-209能使ER和Aro的表达水平增加,对AR基因的表达则没有显著影响。PCB和PBDE联合暴露使性腺内AR表达水平显著减少外,对其他两个基因的表达没有显著影响。 【结论】OH-PCB和PCB-118都有雌激素效应,能使雄性非洲爪蟾的睾丸雌性化。PBDE对非洲爪蟾的生长发育有一定的毒性。另外,PBDE对非洲爪蟾的生殖系统发育有干扰作用,能通过雌性化的作用影响非洲爪蟾的性腺发育。低浓度的PCB和PBDE联合暴露主要表现出对生殖系统的毒性。无论是PCB、PBDE还是两者联合都能使非洲爪蟾的基因表达受到影响。


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