彭濤，王思思，任琳，芮倩倩，邵璐瀅，孫立偉，傅正偉

1.浙江工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，杭州310032

2.浙江工業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院，杭州310032

3.浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院，杭州310032

磷酸三苯酯對斑馬魚早期生命階段的神經(jīng)毒性研究

彭濤1，王思思1，任琳2，芮倩倩2，邵璐瀅2，孫立偉3,*，傅正偉1

1.浙江工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，杭州310032

2.浙江工業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院，杭州310032

3.浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院，杭州310032

磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)作為多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑的替代產(chǎn)品,是一類生產(chǎn)和需求量均相當(dāng)高的有機(jī)磷酸酯類阻燃劑,目前已在多種環(huán)境介質(zhì)以及生物體內(nèi)均有不同程度檢出。由于結(jié)構(gòu)和有機(jī)磷農(nóng)藥具有相似性,其對生物的神經(jīng)毒性值得關(guān)注。本研究以斑馬魚為實驗動物,研究了TPP(5～625μg·L-1)的胚胎發(fā)育毒性和行為毒性,并通過檢測乙酰膽堿酯酶活性以及神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平,探討其可能的毒性機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),TPP可導(dǎo)致斑馬魚胚胎孵化時間延長,體長變短,心率變慢。同時,TPP暴露也可以影響斑馬魚幼魚在持續(xù)光照和明暗周期刺激下的游泳行為,表現(xiàn)為低濃度增加而高濃度降低其游泳速度。而TPP暴露后幼魚乙酰膽堿酯酶活性以及神經(jīng)發(fā)育相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平的變化可能是導(dǎo)致其行為毒性的原因。雖然實驗中所設(shè)定的暴露濃度高于環(huán)境中一般濃度,但TPP在短期暴露中所表現(xiàn)出的胚胎和神經(jīng)發(fā)育毒性表明TPP對于水生生物可能存在一定風(fēng)險,需要進(jìn)一步研究加以確認(rèn)。

有機(jī)磷酸酯阻燃劑；胚胎毒性；行為毒性；基因轉(zhuǎn)錄；乙酰膽堿酯酶

磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)是一類生產(chǎn)量相當(dāng)高的有機(jī)磷酸酯類阻燃劑,被廣泛用于聚氯乙烯、印刷電路板、膠卷以及液壓液中[1]。在2005年,美國環(huán)保局就曾預(yù)測,由于多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑被逐步禁用,作為其替代產(chǎn)品,TPP的需求量和生產(chǎn)量都將逐步增加[2]。TPP本身具有高揮發(fā)性,此外,與多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑類似,TPP是通過添加而非化學(xué)鍵結(jié)合的方式加入到最終產(chǎn)品中,這也大大增加了其進(jìn)入環(huán)境介質(zhì)的能力[3]。多項研究表明,TPP在空氣、地表水、沉積物、灰塵以及多種生物體內(nèi)均有不同程度的檢出[3],因此,TPP的環(huán)境暴露可能對人類和其他生物產(chǎn)生健康風(fēng)險,特別在其發(fā)育的敏感窗口期尤為引人關(guān)注[4]。

研究表明,TPP可通過其在塑料中的瀝出和揮發(fā)以及液壓液的泄露等途徑進(jìn)入水體環(huán)境中[5]。國外研究發(fā)現(xiàn)TPP在河流中的濃度一般在低于檢測限到幾十ng·L-1之間[3,6],而丹麥環(huán)保局則曾檢測到7 900 ng·L-1的高濃度[5]。對于污水處理廠而言, TPP濃度相對較高,挪威的一項研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)出水中其濃度分別高達(dá)3 100～14 000 ng·L-1和1 700～3 500 ng·L-1[7]。在我國的地表水中,TPP也是檢出頻率最高的有機(jī)磷酸酯阻燃劑之一。在華北地區(qū), 95%的河流水樣中有TPP檢出,最高濃度為15.7 ng·L-1,這與松花江和珠江的結(jié)果類似[8-10]。此外,TPP在我國多個城市的自來水中也均有檢出,平均值為40.0 ng·L-1[11]。TPP也存于瓶裝水中,其濃度可高達(dá)14.8 ng·L-1[11]。

雖然有學(xué)者認(rèn)為TPP并不是持久性或者可生物富集的[12],但目前發(fā)現(xiàn)其在野生生物體內(nèi)也有檢出。早在1999年,丹麥環(huán)保局就曾在魚體中檢測到TPP,其濃度高達(dá)600μg·kg-1[5]。而挪威和瑞典所進(jìn)行的一系列研究則表明TPP可在魚類、蟹類以及水鳥中存在[3,7,13-15]。對于北美地區(qū),在淡水魚以及大湖區(qū)水鳥的血清和鳥蛋中均發(fā)現(xiàn)有TPP[16-17]。但是,關(guān)于TPP對生物的毒性,相關(guān)研究則非常有限。

有機(jī)磷酸酯阻燃劑在結(jié)構(gòu)上和有機(jī)磷殺蟲劑類似,而后者已被證實可損害腦部發(fā)育,具有神經(jīng)毒性[18]。因此,有機(jī)磷酸酯阻燃劑是否也具有神經(jīng)毒性值得關(guān)注。目前,已有研究表明TDCPP等有機(jī)磷酸酯阻燃劑可以導(dǎo)致神經(jīng)毒性[18-19],然而,有關(guān)TPP對于硬骨魚類的神經(jīng)發(fā)育毒性還鮮有報道。因此,本論文將以國際上通用的模式魚斑馬魚為實驗動物,通過胚胎發(fā)育毒性、幼魚行為毒性、乙酰膽堿酯酶(AChE)活性等指標(biāo),并結(jié)合神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平變化,探討TPP對于斑馬魚幼魚的毒性,從而為有機(jī)磷阻燃劑的生態(tài)風(fēng)險評價提供依據(jù)。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 化學(xué)試劑

磷酸三苯酯(TPP,純度＞99%,CAS:115-86-6)購自美國Sigma公司,用二甲基亞砜(DMSO)配制成母液,-20℃保存。

1.2 實驗動物

AB系斑馬魚購于中科院水生所,養(yǎng)殖用水為經(jīng)活性碳過濾并曝氣的自來水,水溫控制在(28±1)℃,光周期為14 h:10 h(晝:夜),溶氧不低于7mg·L-1。飼養(yǎng)期每天投喂飼料3次,即顆粒商品餌料2次和剛孵化的豐年蟲幼蟲1次,并及時清除多余餌料和排泄物。

1.3 斑馬魚胚胎發(fā)育毒性實驗

收集斑馬魚魚卵,鏡檢并挑選發(fā)育正常的受精后2 h斑馬魚胚胎。胚胎暴露于TPP溶液中,濃度設(shè)置為5,25,125和625μg·L-1。暴露在96孔板中進(jìn)行,每孔1個胚胎,相應(yīng)的暴露液為100μL。同時設(shè)溶劑對照(0.01%DMSO)。每個濃度3個平行,每個平行20個胚胎。暴露持續(xù)120 h,期間每天換水。每天觀察并記錄畸形數(shù)和孵化數(shù),測定胚胎48 h的心跳,并在120 h時測定其行為毒性。在暴露結(jié)束后測量幼魚體長。

1.4 斑馬魚幼魚行為毒性實驗

在120 h時將96孔板置于Zebralab高通量行為分析儀(ViewPoint Life Sciences,France)中進(jìn)行行為毒性測試。主要測試魚在自由游泳行為和在光周期下的游泳行為。自由游泳行為是指在20 min連續(xù)光照下的運動行為,而光周期實驗持續(xù)30 min,明暗周期設(shè)置為10 min暗-10 min亮-10 min暗,檢測斑馬魚對暗亮轉(zhuǎn)換刺激的反應(yīng)。在實驗之前需進(jìn)行10 min的適應(yīng),實驗后剔除不能正常發(fā)育幼魚的行為數(shù)據(jù)。

1.5 斑馬魚幼魚乙酰膽堿酯酶活性檢測

按照上述暴露條件另處理斑馬魚胚胎至120 h,采樣并整體勻漿,檢測其乙酰膽堿酯酶活性。每個處理組3個平行,每個平行30條幼魚(剔除未正常發(fā)育個體)。乙酰膽堿酯酶活的測定是基于將乙酰膽堿轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色產(chǎn)物三硝基苯的顯色反應(yīng)。按照乙酰膽堿酯酶檢測試劑盒說明書(南京建成),在酶標(biāo)儀上(Powerwave,Biotek,US)進(jìn)行檢測。檢測光波長為412 nm?？偟鞍诐舛扔肂CA法進(jìn)行測定。

1.6 神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平檢測

將檢測完行為毒性的幼魚(剔除未正常發(fā)育個體)整體勻漿,每個濃度3個平行,每個平行15條幼魚,按照Trizol(Takara,Japan)廠家使用說明,提取總RNA。以紫外分光光度計測定 RNA濃度,并以A260 nm/A280 nm比值(1.8～2.0)以及瓊脂糖凝膠電泳確定RNA純度。每個樣取500 ng的RNA進(jìn)行cDNA第一鏈合成(ReverTra Ace qPCR RT kit,Toyobo)。基于之前的研究[20],選擇乙酰膽堿酯酶基因(ache)以及mbp,syn2a,shha,gap43,elavl3,α1-tublin,gfap等與神經(jīng)發(fā)育相關(guān)的基因,進(jìn)行熒光定量PCR分析。所用的儀器為Mastercycler ep realplex (Eppendorf),并使用SYBR Green熒光定量PCR試劑盒(Toyobo,Japan)。PCR反應(yīng)條件為 95°C 3 min；95°C 15 s,60°C 1 min,40個循環(huán)。相對轉(zhuǎn)錄水平以管家基因β-actin進(jìn)行校正。

1.7 統(tǒng)計分析

組間差異分析通過單因素方差分析(ANOVA)并以Dunnett’s檢驗進(jìn)行多重比較。設(shè)P＜0.05時有統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié)果(Results)

2.1 TPP對斑馬魚胚胎發(fā)育的影響

TPP不同濃度暴露后對斑馬魚的胚胎發(fā)育毒性結(jié)果如表1所示。從表中可以看出,TPP暴露后斑馬魚胚胎隨暴露濃度升高其孵化時間延長,心率變慢,體長變短,并在高濃度有顯著性差異。同時畸形率有上升趨勢而孵化率下降,但未見統(tǒng)計學(xué)差異。

2.2 TPP對斑馬魚幼魚游泳行為的影響

自由游泳行為是在連續(xù)20 min光照條件下對斑馬魚幼魚的運動軌跡追蹤。從圖1A中可以看出,低濃度(5μg·L-1)TPP暴露后可使幼魚游動速度顯著加快,之后隨著暴露濃度的升高,其游泳速度降低,并在最高暴露濃度(625μg·L-1)與對照有顯著差異。同時我們還進(jìn)行了光周期刺激實驗,結(jié)果見圖1B。從圖中可以看出,由暗轉(zhuǎn)明時,幼魚游泳速度變慢,而由明轉(zhuǎn)暗時,其速度則變快。與自由游泳相類似,在光周期刺激實驗中,TPP暴露后幼魚的游泳速度不論是在光期還是暗期均呈現(xiàn)低濃度上升而高濃度下降的趨勢。在前后兩個暗期中,最低濃度組的幼魚與對照組相比游泳速度顯著上升,而最高濃度則顯著下降。在明期中,最低濃度組有上升但沒有顯著差異,而最高濃度組則顯著下降。

表1 TPP對斑馬魚胚胎的發(fā)育毒性Table 1 Developmental toxicology of TPP on zebrafish embryo

2.3 TPP暴露對斑馬魚幼魚乙酰膽堿酯酶活性以及神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平影響

一般認(rèn)為乙酰膽堿酯酶是水環(huán)境中暴露于神經(jīng)毒性化合物的生物標(biāo)志物。從圖2中可以看出,25μg·L-1的TPP可誘導(dǎo)乙酰膽堿酯酶活性上升,但未見顯著差異,而更高濃度的TPP(125和625μg·L-1)則可抑制酶活。而對于乙酰膽堿酯酶的基因轉(zhuǎn)錄(圖3)而言,最低濃度(5μg·L-1)TPP暴露使ache的mRNA水平升高,而最高濃度(625μg·L-1)TPP則降低其轉(zhuǎn)錄水平。

圖1 TPP暴露對斑馬魚幼魚(A)自由游動速度和(B)光周期刺激實驗中游泳速度的影響Fig.1 Effects of TPP on the speed of zebrafish larvae in(A)the free swimming or(B)the dark-light-dark photoperiod stimulation test

圖2 TPP暴露對斑馬魚幼魚體內(nèi)乙酰膽堿酯酶活性的影響Fig.2 The changes of acetylcholinesterase(AChE)activity in zebrafish larvae following exposure to TPP

圖3 TPP暴露對斑馬魚幼魚體內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平的影響Fig.3 Transcriptional responses of genes related to nervous system in zebrafish larvae following exposure to TPP

此外,我們還研究了一系列神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平(見圖3)。其中α1-tubulin,elavl3,shha和gap43是在神經(jīng)元干細(xì)胞或者發(fā)育的神經(jīng)元中表達(dá),從圖中可以看出在所設(shè)定的TPP暴露濃度范圍內(nèi),隨著暴露濃度升高,α1-tubulin基因轉(zhuǎn)錄水平呈先上升后下降的趨勢,且在最低和最高濃度處理組與對照組相比有統(tǒng)計學(xué)差異。而對于gap43,elavl3, shha等3個基因而言,隨著TPP暴露濃度的上升,雖然其mRNA水平也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,但僅有g(shù)ap43基因在最高濃度組與對照組有顯著差異。基因syn2a是突觸形成的生物標(biāo)志物,TPP暴露后其轉(zhuǎn)錄水平在高濃度組有顯著上升。而gfap和mbp是在組成神經(jīng)系統(tǒng)的其他類型細(xì)胞中表達(dá),在TPP暴露后,mbp水平在最高濃度組顯著上升,而gfap在除最低濃度之外的3個濃度組均比對照組顯著升高。

3 討論(Discussion)

TPP可能對人類影響較低,但對于水生生物則具有很強(qiáng)的毒性[3]。目前對于TPP的水生生物毒性研究多集中在急性毒性上。有研究認(rèn)為TPP是對魚類、蝦類以及大型溞毒性最大的三苯基類有機(jī)磷酸酯[5,21]。然而,亟需更多的毒性數(shù)據(jù)以判明其生態(tài)風(fēng)險。

目前,國際上普遍認(rèn)可魚胚胎在毒性測試中的應(yīng)用不受動物福利相關(guān)法規(guī)的限制。同時,由于魚胚胎毒性數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)的魚類急性毒性間存在良好的相關(guān)性,斑馬魚胚胎作為毒理學(xué)動物模型其應(yīng)用越來越廣泛。本研究發(fā)現(xiàn)較高濃度的TPP可導(dǎo)致斑馬魚胚胎孵化時間延長,體長變短,心率變慢,而其中心率是相對敏感的毒性指標(biāo)。然而,其對于畸形率和孵化率沒有影響。類似的,之前的研究也顯示斑馬魚胚胎在高達(dá)20mg·L-1的TPP暴露濃度下,孵化率和存活率均沒有顯著變化,而2mg·L-1也未見畸形率上升[22]。而對于心率的變化,已有研究顯示500μg·L-1的TPP可以導(dǎo)致斑馬魚胚胎發(fā)育期心臟的發(fā)育畸形,同時也可以改變與心臟發(fā)育相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平[4,23],因此,我們所觀察到的心率變化可能和以上機(jī)理有關(guān)。

一般而言,魚類游泳行為的變化與毒物暴露呈現(xiàn)一定的關(guān)系。我們的研究發(fā)現(xiàn),不論是在持續(xù)光照下還是在光周期刺激下,隨TPP的暴露濃度的升高,斑馬魚幼魚的游泳速度均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,并在最低和最高濃度和對照組有顯著差異。斑馬魚幼魚在暴露于低濃度污染物時平均游泳速度上升,一般是表明其對污染物的逃避反應(yīng),是魚通過行為對環(huán)境的一種適應(yīng)性機(jī)制。而在最高濃度游泳速度下降,則很可能意味著此濃度的TPP已對斑馬魚幼魚的機(jī)體(特別是神經(jīng)系統(tǒng))造成一定的損傷。此外,和胚胎發(fā)育毒性的結(jié)果相比較也可以看出,斑馬魚幼魚游泳行為是相對敏感的毒性指標(biāo)。之前關(guān)于有機(jī)磷酸酯阻燃劑的研究也發(fā)現(xiàn),TDCPP和TCEP均可導(dǎo)致斑馬魚幼魚平均游泳速度下降[19]。

乙酰膽堿酯酶(AChE)在神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳導(dǎo)中起重要作用[24]。研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)磷和氨基甲酸酯農(nóng)藥對生物的AChE具有明顯的抑制作用,從而破壞生物的神經(jīng)功能,導(dǎo)致一系列生物學(xué)效應(yīng)。如前所述,既然有機(jī)磷酸酯阻燃劑和有機(jī)磷農(nóng)藥在分子結(jié)構(gòu)上存在相似性,因此,有必要確定TPP是否能如有機(jī)磷農(nóng)藥一樣抑制AChE活性。從結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn),TPP在125和625μg·L-1可使AChE活性降低。從轉(zhuǎn)錄水平上看,高濃度TPP暴露后ache的mRNA水平也顯著下降,與酶活數(shù)據(jù)相符,但低濃度對ache轉(zhuǎn)錄水平的誘導(dǎo)則可能是反映了斑馬魚幼魚對TPP暴露的補(bǔ)償調(diào)節(jié)。此外,由于功能蛋白在其基因轉(zhuǎn)錄后還需經(jīng)過多個步驟才能表現(xiàn)出其生物學(xué)作用,因此酶活數(shù)據(jù)和mRNA水平的變化不完全一致在之前的研究中也多有發(fā)現(xiàn),比如多溴聯(lián)苯醚DE-71暴露后斑馬魚的AChE酶活顯著升高,但在轉(zhuǎn)錄水平上未見差異[24]。

本論文所研究的神經(jīng)發(fā)育相關(guān)基因中,α1-tubulin,elavl3,shha和gap43等4個基因是在神經(jīng)元干細(xì)胞或者在發(fā)育的神經(jīng)元中表達(dá)。其中,微管蛋白α1-tublin是一種中間絲纖維蛋白,對維持神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有重要意義,已有許多研究將其作為神經(jīng)細(xì)胞骨架的生物標(biāo)志物[20]。神經(jīng)系統(tǒng)特異性RNA結(jié)合蛋白elavl3是斑馬魚早期神經(jīng)元的標(biāo)志基因。音猬因子shaa是一種重要的形態(tài)發(fā)生素,在調(diào)節(jié)脊椎動物器官發(fā)育中起關(guān)鍵作用。而生長相關(guān)蛋白gap43作為蛋白激酶C的主要底物,通常視為神經(jīng)發(fā)育期間軸突生長的生物標(biāo)記物[20]。因此,高濃度TPP暴露導(dǎo)致gap43和α1-tublin轉(zhuǎn)錄水平的下降可能意味著神經(jīng)元發(fā)育受到干擾,而低濃度的誘導(dǎo)效應(yīng)則很可能表明其對TPP暴露的補(bǔ)償作用。此外,我們也注意到shha在神經(jīng)系統(tǒng)以外也有表達(dá),因此,雖然shha轉(zhuǎn)錄水平有先上升后下降的趨勢,但由于RNA提取過程中魚體整體勻漿,可能導(dǎo)致這種變化未見顯著性差異。

此外,突觸蛋白syn2a是一種神經(jīng)磷蛋白質(zhì),在突觸形成和神經(jīng)遞質(zhì)釋放過程中發(fā)揮重要作用[20]。在TPP暴露后,較高濃度可誘導(dǎo)其轉(zhuǎn)錄水平。類似的誘導(dǎo)作用也發(fā)生在gfap和mbp基因中。神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白gfap是一種中間絲蛋白,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的放射狀膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞中有高表達(dá),而髓鞘堿性蛋白mbp則是髓鞘形成的生物標(biāo)志物。這3個基因的轉(zhuǎn)錄水平上升,則可反映神經(jīng)系統(tǒng)對TPP損害效應(yīng)的補(bǔ)償。類似的,對于乙醇這種公認(rèn)對生物體神經(jīng)發(fā)育有顯著作用的化合物而言,在暴露后的斑馬魚幼魚體內(nèi),包括gfap在內(nèi)的多個基因轉(zhuǎn)錄水平出現(xiàn)顯著誘導(dǎo)[20]。

對于TPP的神經(jīng)毒性,不同研究有不同的結(jié)論。Anderson等[25]研究表明其可能有神經(jīng)毒性,Ni等[26]則發(fā)現(xiàn)其和延遲神經(jīng)毒性相關(guān),而Pakalin等[12]研究發(fā)現(xiàn)TPP神經(jīng)毒性較低。然而,丹麥環(huán)保局發(fā)現(xiàn)動物實驗中沒證據(jù)表明TPP有神經(jīng)毒性,而TPP生產(chǎn)車間中的操作人員和對照組相比也未表現(xiàn)出差異[5]。我們的研究則表明TPP暴露能改變神經(jīng)發(fā)育相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平,影響在行為和認(rèn)知功能的調(diào)節(jié)中起重要作用的乙酰膽堿酯酶,并導(dǎo)致斑馬魚幼魚游泳行為的改變。

總而言之,在本研究所設(shè)定的濃度范圍內(nèi),TPP暴露斑馬魚胚胎可導(dǎo)致孵化時間延長,體長變短,心率變慢。同時,TPP暴露也可以影響斑馬魚幼魚的游泳行為,而這種行為的變化則很可能是由于神經(jīng)發(fā)育相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平以及乙酰膽堿酯酶的變化所導(dǎo)致。雖然我們所設(shè)定的TPP濃度其最低值接近于環(huán)境中地表水或者污水處理廠進(jìn)出水的極端高值,但我們的研究結(jié)果是基于短期暴露,因此,環(huán)境濃度長時間暴露對野生生物還是有可能存在危害。WHO認(rèn)為TPP在水環(huán)境中濃度較低,不會對水中生物造成毒性[27],而美國環(huán)保局則認(rèn)為 TPP作為decaBDE的替代品是有問題的[28]。因此,對于TPP的生態(tài)風(fēng)險,還需要更多的研究加以確證。此外我們的研究也為其它有機(jī)磷酸酯阻燃劑的毒性評價提供了有益的參考。

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Neurotoxicity of Triphenyl Phosphate on the Early Life Stages of Zebrafish

Peng Tao1,Wang Sisi1,Ren Lin2,Rui Qianqian2,Shao Luying2,Sun Liwei3,*,Fu Zhengwei1
1.College of Biotechnology and Bioengineering,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China
2.Ocean College,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China
3.College of Environment,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China

6 May 2015 accepted 29 May 2015

Triphenyl phosphate(TPP)belongs to the family of organophosphate flame retardants(OPFRs).Due to the phase-out of some brominated flame retardants,the production and use of TPP has gradually increased as alternatives.TPP is a frequently detected contaminant in the environment and wildlife,and the effects of TPP on the developing nervous system are of concern since OPFRs are structurally similar to organophosphate pesticides.In this study,the zebrafish were employed as experimental animal,and the developmental toxicity of TPP(5～625μg·L-1) on embryo and the behavioral toxicity on larvae were investigated.Moreover,in order to explore the underlying mechanisms,the activity of acetylcholinesterase(AChE)enzyme and the transcriptional responses of nervous sys-tem genes were measured.The results showed that TPP exposure delayed the time to hatching,and decreased the heart rate and body length.Additionally,TPP exposure caused the changes of swimming behaviors of larvae in the free swimming or the dark–light–dark photoperiod stimulation test,and resulted in the increase of swimming speed at low concentration while the decrease at high concentration.The changes of AChE activity and transcriptional responses of nervous system genes might afford the explanation for the behavioral toxicity.Although the exposure concentration of TPP used in this study exceeded the environmental concentration,the developmental toxicity on embryo the behavioral toxicity on larvae after short term exposure demonstrated that TPP might pose a risk to aquatic organism,and deserved more investigations in the future.

organophosphate flame retardants(OPFRs);embryonic toxicity;behavioral toxicity;acetylcholinesterase(AChE)

2015-05-06 錄用日期:2015-05-29

1673-5897(2016)1-254-07

X171.5

A

10.7524/AJE.1673-5897.20150506001

彭濤,王思思,任琳,等.磷酸三苯酯對斑馬魚早期生命階段的神經(jīng)毒性研究[J].生態(tài)毒理學(xué)報,2016,11(1):254-260

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國家自然科學(xué)基金項目(No.21377118)

彭濤(1989-),男,碩士生,研究方向為生態(tài)毒理學(xué),E-mail:52382967@qq.com

),E-mail:sunliwei@zjut.edu.cn

簡介:孫立偉(1980—)，男，環(huán)境科學(xué)博士，副教授，碩士生導(dǎo)師。主要研究方向為生態(tài)毒理學(xué)，已發(fā)表論文40余篇。