基于代谢组学技术分析磷酸三苯酯诱导斑马鱼胚胎发育毒性的分子机制

张杏丽, 邹威, 周启星. 基于代谢组学技术分析磷酸三苯酯诱导斑马鱼胚胎发育毒性的分子机制[J]. 生态毒理学报, 2019, 14(3): 79-89. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20190107001
引用本文: 张杏丽, 邹威, 周启星. 基于代谢组学技术分析磷酸三苯酯诱导斑马鱼胚胎发育毒性的分子机制[J]. 生态毒理学报, 2019, 14(3): 79-89. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20190107001
Zhang Xingli, Zou Wei, Zhou Qixing. Molecular Mechanisms of Developmental Toxicity of Triphenyl Phosphate on Zebrafish Embryo Revealed by Metabonomics[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2019, 14(3): 79-89. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20190107001
Citation: Zhang Xingli, Zou Wei, Zhou Qixing. Molecular Mechanisms of Developmental Toxicity of Triphenyl Phosphate on Zebrafish Embryo Revealed by Metabonomics[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2019, 14(3): 79-89. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20190107001

基于代谢组学技术分析磷酸三苯酯诱导斑马鱼胚胎发育毒性的分子机制

    作者简介: 张杏丽(1987-),女,博士,研究方向为新型有机污染物的生态毒理与分子机制研究,E-mail:zhangxingli@htu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(31670508);博士科研启动课题(5101219170132);博士后科研经费(5101219470216)

  • 中图分类号: X171.5

Molecular Mechanisms of Developmental Toxicity of Triphenyl Phosphate on Zebrafish Embryo Revealed by Metabonomics

  • Fund Project:
  • 摘要: 磷酸三苯酯(TPhP)是广泛存在于环境介质和生物体内的一种典型有机磷阻燃剂。为探求TPhP诱发水生动物发育毒性的分子机制,本研究以斑马鱼为模式动物,将发育至2.5 hpf (hours post fertilization)的斑马鱼胚胎暴露于0.0025、0.1、1、10、100和1 000 μg·L-1 TPhP溶液至7 dpf (days post fertilization),考察斑马鱼胚胎生长发育指标和线粒体功能的变化,通过代谢组学分析揭示相关分子机制。结果表明,环境相关浓度(0.0025、0.1和1 μg·L-1)TPhP对斑马鱼胚胎发育无显著影响,但是轻微干扰了斑马鱼的代谢过程。100和1 000 μg·L-1 TPhP暴露引起斑马鱼心跳速率、孵化率和线粒体膜电位明显下调,畸形率分别增加6.8倍和12.5倍,死亡率分别增加7.2倍和16.5倍。代谢组学分析发现,10、100和1 000 μg·L-1 TPhP显著抑制斑马鱼氨基酸代谢,降低缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸水平,抑制氨酰-tRNA生物合成过程;同时引起葡萄糖糖酵解过程和三羧酸循环发生障碍。氨基酸和糖代谢异常可能是TPhP引起斑马鱼发育畸形的主要原因,线粒体功能紊乱可能是TPhP诱发三羧酸循环障碍的原因。上述研究结果为TPhP发育毒性机制分析提供了新思路。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-07

基于代谢组学技术分析磷酸三苯酯诱导斑马鱼胚胎发育毒性的分子机制

    作者简介: 张杏丽(1987-),女,博士,研究方向为新型有机污染物的生态毒理与分子机制研究,E-mail:zhangxingli@htu.edu.cn
  • 1. 河南师范大学环境学院, 黄淮水环境与污染防治教育部重点实验室, 河南省环境污染控制重点实验室, 新乡 453007;
  • 2. 南开大学环境科学与工程学院, 环境污染过程与基准教育部重点实验室, 天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室, 天津 300071
基金项目:

国家自然科学基金(31670508);博士科研启动课题(5101219170132);博士后科研经费(5101219470216)

摘要: 磷酸三苯酯(TPhP)是广泛存在于环境介质和生物体内的一种典型有机磷阻燃剂。为探求TPhP诱发水生动物发育毒性的分子机制,本研究以斑马鱼为模式动物,将发育至2.5 hpf (hours post fertilization)的斑马鱼胚胎暴露于0.0025、0.1、1、10、100和1 000 μg·L-1 TPhP溶液至7 dpf (days post fertilization),考察斑马鱼胚胎生长发育指标和线粒体功能的变化,通过代谢组学分析揭示相关分子机制。结果表明,环境相关浓度(0.0025、0.1和1 μg·L-1)TPhP对斑马鱼胚胎发育无显著影响,但是轻微干扰了斑马鱼的代谢过程。100和1 000 μg·L-1 TPhP暴露引起斑马鱼心跳速率、孵化率和线粒体膜电位明显下调,畸形率分别增加6.8倍和12.5倍,死亡率分别增加7.2倍和16.5倍。代谢组学分析发现,10、100和1 000 μg·L-1 TPhP显著抑制斑马鱼氨基酸代谢,降低缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸水平,抑制氨酰-tRNA生物合成过程;同时引起葡萄糖糖酵解过程和三羧酸循环发生障碍。氨基酸和糖代谢异常可能是TPhP引起斑马鱼发育畸形的主要原因,线粒体功能紊乱可能是TPhP诱发三羧酸循环障碍的原因。上述研究结果为TPhP发育毒性机制分析提供了新思路。

English Abstract

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