李進壽，羅芬，阮少江，阮俊峰，王楠楠

寧德師范學院生物系，寧德 352100

聯(lián)苯菊酯暴露對雌性褐菖鲉卵巢發(fā)育的影響及其毒性機制

李進壽*，羅芬，阮少江，阮俊峰，王楠楠

寧德師范學院生物系，寧德 352100

聯(lián)苯菊酯是農(nóng)業(yè)、園林等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的擬除蟲菊酯類殺蟲劑，然而有關(guān)聯(lián)苯菊酯對魚類生殖毒性的研究卻很少。以常見的近海魚類褐菖鲉為受試對象，探討聯(lián)苯菊酯對魚類卵巢發(fā)育的影響及機制。褐菖鲉在以環(huán)境相關(guān)濃度(1、10、100 ng·L-1)的聯(lián)苯菊酯暴露50 d后，各暴露組卵巢生殖細胞發(fā)育均受到顯著抑制，卵巢17β-雌二醇與睪酮含量均出現(xiàn)下降，caspase-3活性呈劑量依賴性上升。相對定量PCR分析顯示，卵巢雌激素受體(ERβ)mRNA水平下降。結(jié)果表明，聯(lián)苯菊酯誘導(dǎo)細胞產(chǎn)生凋亡，導(dǎo)致雌、雄激素水平和雌激素受體表達下降，環(huán)境劑量作用下對褐菖鲉卵巢發(fā)育具有顯著影響。

聯(lián)苯菊酯；褐菖鲉；生殖毒性；細胞凋亡；卵巢；機制

擬除蟲菊酯類殺蟲劑對哺乳動物毒性低，因而廣泛應(yīng)用于作物、園林與住宅[1-4]，1982年已占全球殺蟲劑市場30%以上的份額[4]。然而，魚類等水生動物及其他非靶生物對該類農(nóng)藥敏感[5-7]，如對人類等非靶標生物具有內(nèi)分泌干擾、免疫和神經(jīng)毒性等多種潛在毒性，特別對魚、貝和甲殼類等水生生物毒性較大[8]，同時該類農(nóng)藥對光、熱穩(wěn)定，在自然環(huán)境的殘效期長而不易分解[9]，因此在長期的使用過程中可能造成的環(huán)境問題應(yīng)當引起關(guān)注。聯(lián)苯菊酯(bifenthrin, BF)是常見的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥，孫廣大[2]的報道顯示廈門西海岸及九龍江河口表層水體中聯(lián)苯菊酯濃度最高達9.1 ng·L-1，沉積物中檢出濃度達21 μg·kg-1；Forsgren等[6]的報道也顯示美國加利福尼亞北部海域水面聯(lián)苯菊酯的濃度達到4.6～34.0 ng·L-1。這些濃度均超過了Harper等[10]判定的中等毒性值(median toxicity values)，表明聯(lián)苯菊酯在水體環(huán)境的存在對魚類等水生動物具有威脅。同時，城市徑流及污水處理廠出水中也檢出殘留聯(lián)苯菊酯[11]，可見聯(lián)苯菊酯對生態(tài)環(huán)境的影響不容忽視。

已有的研究表明，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對魚類的毒性達到哺乳類與鳥類的1 000倍以上[12-13]。溴氰菊酯、氯氰菊酯均對銀鯰魚(Rhamdia quelen)胚胎發(fā)育具有毒性[14]，順式氯氰菊酯對孔雀魚(Poecilia reticulata)的96 h半致死濃度為9.43 μg·L-1[15]，氯氰菊酯在濃度為0.10 μg·L-1的條件下48 h內(nèi)還可導(dǎo)致10%的南亞野鯪(Labeo rohita)死亡，0.20 μg·L-1濃度條件下72 h內(nèi)致其全部死亡[16]。報道顯示，聯(lián)苯菊酯對美國大鹽湖鹵蟲(GSL Artemia)Ⅱ-Ⅲ齡無節(jié)幼體24 h半致死濃度(24 h-LC50)>100 mg·L-1[17]，對虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)、藍鰓太陽魚(Lepomis macrochirus)、雜色鳉(Cyprinodon variegatus)與糠蝦(mysids)96 h的半致死濃度(96 h-LC50)分別為0.15、0.35、17.8與3.97 μg·L-1[3]。聯(lián)苯菊酯暴露還可引起魚體內(nèi)激素的變化[18]，以及體內(nèi)雌二醇(E2)、卵黃蛋白原(VTG)和卵殼前體蛋白(CHG)濃度水平的提高[5,7,18]。然而，有關(guān)聯(lián)苯菊酯對魚類生殖毒性的報道較少。本實驗以我國近海常見的經(jīng)濟魚類褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)為受試對象，通過環(huán)境相關(guān)濃度(1、10、100 ng·L-1)的聯(lián)苯菊酯慢性暴露實驗以探討聯(lián)苯菊酯對近海魚類性腺發(fā)育的影響。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 藥品

聯(lián)苯菊酯(產(chǎn)品批號：c10584000)為德國Dr. Ehrenstorfer公司產(chǎn)品，原藥純度不小于99.5%，使用之前用乙腈配制成濃度分別為0.25、2.5和25 μg·mL-1的存儲液，其他化學藥品為國產(chǎn)分析純。

1.2 試驗用魚的暴露處理和樣品的收集

雌性褐菖鮋(該魚種屬卵胎生魚類，雌性無尿殖突而區(qū)別于雄性)購自福建省寧德市蕉城區(qū)城澳，為暫養(yǎng)于魚排的海捕魚，體重(62.8±12.4) g。暴露實驗前，實驗用魚置于玻璃缸中(每缸25只)用50 L的砂濾海水曝氣馴化7 d。暴露實驗中每組25只魚，分別以濃度為1、10和100 ng·L-1的聯(lián)苯菊酯進行暴露實驗(分別加入200 μL的0.25、2.5和25 μg·mL-1的聯(lián)苯菊酯存儲液)，對照組加入等量的乙腈溶劑(溶劑濃度4 μL·L-1)。暴露組每天更換一半海水并補充一半的藥物(即分別補充100 μL的0.25、2.5和25 μg·mL-1的聯(lián)苯菊酯存儲液)。每天換水前2 h用購自商業(yè)公司的顆粒餌料以大約魚體重1%的量進行投喂，換水時以虹吸管清除殘餌。暴露水溫(14±2) ℃，鹽度22‰～24‰。每7天清洗一次水缸并全部更換暴露海水與藥物。

經(jīng)過50 d的暴露試驗后，在各組進行隨機取樣。取樣時對各組魚的性腺和體重進行稱量，測定各組性體比指數(shù)(GSI)。GSI的計算為：GSI=性腺重量(g)/體重(g)×100%。用于生化和分子生物學指標分析的組織取樣后立即用液氮速凍并于-80 ℃冰箱保存，用于組織學分析的卵巢組織則用波恩氏液(Bouln's)固定24 h后用70%酒精保存。

1.3 組織學分析

保存于70%酒精中的卵巢進行石蠟包埋，置于切片機上5 μm切片。切片采用蘇木精和伊紅H.E.染色后檢查卵細胞的發(fā)育。

1.4 褐菖鲉肝臟中聯(lián)苯菊酯殘留量的檢測

稱取1.0 g肝臟樣品置于5.0 mL離心管中，依次加入400 μL ddH2O與400 mg NaCl，接著加入8 mL乙腈標準液，旋渦混合1 min，放在恒溫氣浴振蕩搖床上振蕩15 min，4 500 r·min-1離心5 min，取上清。沉淀物再加入5 mL乙腈標準液提取上清液。

所有測定都用Agilent-7890A氣相色譜儀(Agilent Technology, USA)與色譜柱(美國J&W公司)進行。Agilent-7890A氣相色譜儀包括電子捕獲檢測器(GC-μECD)和火焰光度檢測器(FPD)，色譜柱(DB-17MS石英毛細管柱)參數(shù)為30 m×250 μm×0.25 μm。

在ENVI-18固相萃取柱上端依次填入約5 mm高的中性氧化鋁填料，再填入約5 mm高的無水硫酸鈉，用4 mL乙腈預(yù)淋洗柱子，棄去流出液。將上述上清液緩慢地轉(zhuǎn)移至萃取柱，收集全部流出液于1.5 mL離心管中，于40 ℃下氮吹至近干。最后準確移取等體積的乙酸乙酯-正己烷，定容洗脫，過膜，裝入進樣瓶，供GC-μECD進行分析。

柱升溫程序：80 ℃保持1 min，以20 ℃·min-1的速度升至240 ℃保持3 min，再以10 ℃·min-1的速度升至260 ℃保持4 min，最后以10 ℃·min-1的速度升至290 ℃保持9 min。進樣口溫度為240 ℃；檢測器(μECD)溫度為310 ℃；載氣為氮氣，純度≥99.99%，流量50 mL·min-1。聯(lián)苯菊酯樣品檢測限0.01 ng·g-1，回收率82.5%～86.6%。

1.5 Caspase-3活性的測定

異質(zhì)性是建設(shè)區(qū)域性碳排放權(quán)交易市場的理論基礎(chǔ)。中國地域遼闊，地區(qū)間發(fā)展差異巨大，區(qū)域性的碳交易市場和全國性的碳交易市場均有存在必要；華南地區(qū)包含廣東省、廣西壯族自治區(qū)、海南省、福建南部，區(qū)域內(nèi)部存在碳排放強度異質(zhì)性、技術(shù)異質(zhì)性、行業(yè)異質(zhì)性等特點，建設(shè)華南地區(qū)的區(qū)域性碳交易市場，擴大市場容量、增加異質(zhì)性，能實現(xiàn)低碳技術(shù)轉(zhuǎn)移、降低碳交易成本、加強碳市場流動性，從而實現(xiàn)跨省市的協(xié)同治理促進區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善，實現(xiàn)華南地區(qū)區(qū)域經(jīng)濟與社會環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

卵巢在預(yù)冷的磷酸緩沖液(pH 7.4)中進行勻漿，4 ℃條件下2 000 r·min-1離心5 min取上清用于caspase-3活性的測定。Caspase-3活性按照caspase試劑盒(Keygene Biotech Co.，Ltd.，中國南京)說明書的方法進行測定。各樣品的Caspase-3活性調(diào)整為等蛋白濃度并與對照組的樣品進行比較。蛋白濃度參照Bradford[19]的方法用牛血清蛋白作為標準測定。

1.6 卵巢性激素水平的測定

卵巢性激素的測定參照Sun等[20]的方法。測定前將每個卵巢樣品加1 mL乙醇在冰浴條件下勻漿后，置于-80 ℃超低溫冰箱冰凍保存24 h以上。將勻漿液用3 mL的乙酸乙酯萃取3次。萃取物置于5 mL離心管中，并在氮吹儀下吹干后加入0.5 mL緩沖液。睪酮(T)與17-β雌二醇(E2)激素水平使用放射性免疫方法測定，放射免疫試劑盒購自北京福瑞生物工程公司，睪酮試劑盒檢測限為0.1～30 nmol·L-1；17-β雌二醇檢測限為0.5～150 pmol·L-1；批間極差12‰。測定方法按照試劑盒操作說明書進行。

1.7 相對定量PCR(Real-time PCR)分析

褐菖鮋ERβ的cDNA片段采用Sun等[21]的方法進行擴增?；騧RNA表達的測定也采用Sun等[21]的方法。靶基因mRNA相對表達量采用基因相對量表達軟件(REST-MCS-version 2)[21]計算。靶基因ERβ引物序列為F：5’-TCAAACTCAACAGGGAGGAGG-3’，R：5’-CGTACACAGATTGGAGTTGAGGAG-3’。

1.8 數(shù)據(jù)處理

實驗結(jié)果用平均值±標準誤差(mean±SE)表示。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析采用SPSS11.0軟件進行單因素方差分析(ANOVA)，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果(Results)

褐菖鲉各濃度暴露組與對照組間性體比未觀察到顯著性差異(圖1)。褐菖鮋卵巢內(nèi)有各個不同發(fā)育時期的卵細胞，其中對照組卵巢內(nèi)有卵原細胞、卵黃泡期、卵黃期及成熟卵子等不同發(fā)育時期的生殖細胞，高濃度的100 ng·L-1組與中濃度組的10 ng·L-1組見不到成熟卵子，低濃度的1 ng·L-1組也只是少量成熟卵子，暴露濃度越高則卵巢內(nèi)處于發(fā)育早期的卵原細胞數(shù)量越多(圖2)。各組隨機取3個不同的卵巢檢查不同發(fā)育階段生殖細胞的平均百分比，顯示對照組卵原細胞、卵黃泡期、卵黃期及成熟卵子的百分比分別為(41.51%±5.23%)、(31.26%±2.48%)、(14.51%±3.65%)和(12.73%±3.61%)。經(jīng)過聯(lián)苯菊酯暴露后褐菖鮋卵巢中卵原細胞及卵黃泡期比例增加，各暴露組都顯著高于對照組(P<0.05)，相應(yīng)地卵黃期與成熟卵子比例減少，各暴露組均顯著低于對照組(P<0.05)。統(tǒng)計的結(jié)果顯示，低濃度的1 ng·L-1組卵原細胞、卵黃泡期、卵黃期及成熟卵子的百分比分別為(52.83%±2.34%)、(35.87%±1.88%)、(10.05%±1.44%)與(2.25%±1.52%)；中、高濃度組均未觀察到成熟卵子，中濃度的10 ng·L-1組卵原細胞、卵黃泡期、卵黃期的百分比分別為(60.41%±2.07%)、(38.97%±2.44%)、(6.82%±2.53%)，高濃度的100 ng·L-1組卵原細胞、卵黃泡期、卵黃期的百分比分別為(60.70%±2.91%)、(39.30%±2.20%)、(2.98%±1.18%)(圖3)。

圖1 雌性褐菖鲉在聯(lián)苯菊酯(BF)暴露50 d后性體比指數(shù)變化注：數(shù)據(jù)用平均值±標準偏差(means±SD)表示(n=25)。組間多重數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析LSD檢驗，P < 0.05為顯著性差異。 Fig. 1 Gonadosomatic index (GSI) in female Sebastiscus marmoratus exposed to bifenthrin (BF) for 50 daysNote: Data are presented as means±SD (n = 25). Means of exposure not sharing a common letter are significantly different at P < 0.05 as assessed using one-way analysis of variance followed by the LSD test.

圖2 褐菖鲉在聯(lián)苯菊酯暴露50 d后卵巢切片的組織學變化注：A，對照；B，1 ng·L-1；C，10 ng·L-1；D，100 ng·L-1。標尺=100 μm。P，卵原細胞；YV，卵黃泡期；YG，卵黃期；MF，成熟卵子。Fig. 2 Histological changes of the ovaries stained with hematoxylin and eosin in S. marmoratus exposed to BF for 50 daysNote: (A) Control, (B) 1 ng·L-1, (C) 10 ng·L-1 and (D) 100 ng·L-1; Bar: 100 μm; P, oogoniums; YV, primary oocyte; YG, secondary oocyte; MF, autumn.

圖3 褐菖鲉在聯(lián)苯菊酯暴露50 d后不同發(fā)育階段卵細胞的百分比注：數(shù)據(jù)用平均值±標準偏差(means±SD)表示(n=3)。組間多重數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析Duncan檢驗，P < 0.05為顯著性差異。Fig. 3 Percentage of oocytes at different stages of development in female S. marmoratus exposed to BF for 50 daysNote: The data are expressed as means±SD (n= 3). Means of exposure not sharing a common letter are significantly different at P < 0.05 as assessed using one-way analysis of variance followed by the Duncan test.

2.2 肝臟組織聯(lián)苯菊酯殘留

聯(lián)苯菊酯殘留量測定的結(jié)果顯示，對照組與各暴露組聯(lián)苯菊酯殘留量分別為(0.0024±0.00049) μg·g-1、(0.0067±0.00120) μg·g-1、(0.0122±0.00373) μg·g-1和(0.0682±0.00366) μg·g-1，其中低濃度組聯(lián)苯菊酯殘留量較對照組升高不顯著(P>0.05)，中高濃度組聯(lián)苯菊酯殘留量均較對照組出現(xiàn)顯著性升高(P<0.05)。褐菖鲉肝臟聯(lián)苯菊酯殘留量隨著聯(lián)苯菊酯暴露濃度的上升而增加，顯示褐菖鲉肝臟聯(lián)苯菊酯的殘留系因水體藥物引起(圖4)。

圖4 褐菖鲉在聯(lián)苯菊酯暴露50 d后肝臟中聯(lián)苯菊酯殘留量注：數(shù)據(jù)用平均值±標準偏差(means±SD)表示(n=6)。組間多重數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析Duncan檢驗，P < 0.05為顯著性差異。Fig. 4 BF accumulation in the liver of S. marmoratus exposed to BF for 50 daysNote: Data are presented as means±SD (n = 6). Means of exposure not sharing a common letter are significantly different at P < 0.05 as assessed using one-way ANOVA followed by the Duncan test.

2.3 卵巢性激素的變化

實驗結(jié)果顯示，褐菖鲉在經(jīng)過聯(lián)苯菊酯暴露后，各暴露組的17β-雌二醇激素水平均較對照組出現(xiàn)顯著性下降(P<0.05)，對照組與各暴露組17β-雌二醇激素水平分別為(2.967±0.671) pmol·g-1、(1.882±0.406) pmol·g-1、(1.520±0.101) pmol·g-1和(1.674±0.104) pmol·g-1；卵巢睪酮激素水平較對照組也呈下降趨勢，對照組與各暴露組睪酮激素水平分別為(0.585±0.101) nmol·g-1、(0.453±0.097) nmol·g-1、(0.282±0.020) nmol·g-1和(0.323±0.027) nmol·g-1，1 ng·L-1較對照組下降不顯著(P>0.05)，而10 ng·L-1組與100 ng·L-1組均較對照組出現(xiàn)顯著性下降(P<0.05)(圖5)。

2.4 卵巢Caspase-3活性的變化

圖6的結(jié)果顯示，在聯(lián)苯菊酯暴露后褐菖鲉卵巢caspase-3活性對藥物呈劑量依賴性增強，1 ng·L-1、10 ng·L-1與100 ng·L-1組caspase-3活性分別是對照組的(1.116±0.215)、(1.426±0.467)與(1.652±0.563)倍，其中10 ng·L-1組和100 ng·L-1組均較對照組出現(xiàn)顯著性增強(P<0.05)。

2.5 雌激素受體ERβ基因表達量的變化

褐菖鮋經(jīng)過聯(lián)苯菊酯暴露50 d后，ERβ的mRNA表達量則表現(xiàn)出對藥物濃度的劑量依賴性下降趨勢，1 ng·L-1、10 ng·L-1與100 ng·L-1組雌激素受體ERβ基因表達量分別是對照組的(0.908±0.115)、(0.589±0.150)與(0.529±0.180)倍，其中低濃度組下降不顯著(P>0.05)，中、高濃度組均較對照組出現(xiàn)顯著性下降(P<0.05)(圖7)。

圖5 褐菖鲉在聯(lián)苯菊酯暴露50 d后卵巢睪酮(T)與雌二醇(E2)含量的變化注：數(shù)據(jù)用平均值±標準偏差(means±SD)表示(n=6)。組間多重數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析Duncan檢驗，P<0.05為顯著性差異。Fig. 5 The content of testosterone (T) and estradiol (E2) in the ovaries of S. marmoratus exposed to BF for 50 daysNote: Data are presented as mean± SE (n= 6). Means of exposure not sharing a common letter are significantly different at P < 0.05 as assessed by one-way ANOVA followed by the Duncan test.

圖6 褐菖鲉在聯(lián)苯菊酯暴露50 d后卵巢Caspase-3活性變化注：數(shù)據(jù)用平均值±標準偏差(means±SD)表示(n=4～6)。組間多重數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析Duncan檢驗，P< 0.05為顯著性差異。Fig. 6 Caspase-3 activities in the ovaries of S. marmoratus exposed to BF for 50 daysNote: Data are presented as means±SE (n=4-6). Means of exposure not sharing a common letter are significantly different at P < 0.05 as assessed by one-way ANOVA followed by the Duncan test.

圖7 褐菖鮋在聯(lián)苯菊酯暴露50 d后卵巢Erβ mRNA表達量注：數(shù)據(jù)用平均值±標準偏差(means±SD)表示(n=4～6)。組間多重數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析Duncan檢驗，P< 0.05為顯著性差異。Fig. 7 Relative mRNA expression of ERβ of the ovaries in female S. marmoratus exposed to BF for 50 daysNote:Values were normalized against β-actin. The data are expressed as means ± SE (n=4-6). Means of exposure not sharing a common letter are significantly different at P < 0.05 as assessed using one-way analysis of variance followed by the Duncan test.

3 討論(Discussion)

聯(lián)苯菊酯等擬除蟲菊酯類農(nóng)藥因?qū)Ψ前猩锒拘韵鄬^低，因此使用量極高，這也導(dǎo)致流失到環(huán)境的殘留總量增加[22-23]，然而該類農(nóng)藥在使用過程中大量進入水體后對魚類產(chǎn)卵的影響卻少有報道[24]。在本研究中，盡管在聯(lián)苯菊酯的暴露下褐菖鮋的性體比指數(shù)沒有明顯變化，但組織學分析的結(jié)果顯示經(jīng)過聯(lián)苯菊酯的慢性暴露后，各暴露組卵細胞的發(fā)育均受到顯著抑制，這一結(jié)果顯示聯(lián)苯菊酯對魚類的生殖產(chǎn)生了影響。本研究中褐菖鲉性體比指數(shù)無顯著變化原因可能與海水環(huán)境有關(guān)，F(xiàn)orsgren等[6]的報道顯示，雄性虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)在海水環(huán)境馴化后，在0.1與1.5 μg·L-1聯(lián)苯菊酯濃度條件下暴露2周，其性體比指數(shù)無顯著變化，而在含同樣濃度的聯(lián)苯菊酯的淡水環(huán)境中暴露2周后性體比指數(shù)顯著下降，F(xiàn)orsgren等還發(fā)現(xiàn)雌性虹鱒魚在高鹽度條件下卵泡直徑顯著下降并觀察到發(fā)育不健康的卵泡，本研究結(jié)果與其相似。褐菖鲉肝臟中聯(lián)苯菊酯殘留量測定的結(jié)果表明褐菖鲉經(jīng)過暴露后其肝臟中聯(lián)苯菊酯殘留量升高，顯示該藥物可在生物體內(nèi)富集，有關(guān)擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在魚體內(nèi)的積累，劉慎[25]的報道也顯示氰戊菊酯在金魚(Carassius auratus)肌肉中的富集系數(shù)達到1×104，肝和鰓中更是高達1×105，而這種積累可通過食物鏈傳遞給人類，從而對人類的健康構(gòu)成潛在的威脅。

細胞凋亡或細胞程序性死亡是一個涉及到組織重塑的細胞死亡過程[26-27]。在此過程中，Caspase-3被確定是細胞凋亡的關(guān)鍵執(zhí)行者，也是caspase家族中激活細胞凋亡通道下游最重要的酶之一[28]。我們的結(jié)果顯示，褐菖鮋卵巢中caspase-3活性在聯(lián)苯菊酯暴露后得到增強，這一結(jié)果表明聯(lián)苯菊酯暴露可能導(dǎo)致褐菖鮋卵巢細胞在發(fā)育的早期階段出現(xiàn)凋亡，這是影響卵細胞發(fā)育的重要原因，因為化學物誘導(dǎo)細胞凋亡被認為是影響性腺發(fā)育的原因之一[29-30]。雌激素與雄激素之間的平衡對于魚類生殖腺的發(fā)育具有重要作用[21]，在我們的實驗中，褐菖鲉經(jīng)過聯(lián)苯菊酯暴露50 d后，卵巢17-β雌二醇含量下降，然而卵巢睪酮含量卻未如我們推測的那樣出現(xiàn)上升而是下降。Forsgren等[6]的報道也顯示虹鱒魚在海水環(huán)境中經(jīng)過聯(lián)苯菊酯暴露2周后，卵巢17-β雌二醇與睪酮水平均出現(xiàn)顯著性下降。雌激素和雄激素可調(diào)控卵泡發(fā)育和凋亡，性激素水平的下降會引起生殖細胞在發(fā)育的早期出現(xiàn)凋亡。Fei等[31]報道氰戊菊酯(fenvalerate)可抑制大鼠卵泡增長與類固醇產(chǎn)生以及減少類固醇急性調(diào)控蛋白的轉(zhuǎn)錄，因此本研究中聯(lián)苯菊酯可能通過減少17-β雌二醇和睪酮水平而影響性腺發(fā)育與卵泡細胞的凋亡。此外，雌激素多種功能通過雌激素受體(ER)介導(dǎo)[32]，當雌激素分子與ER結(jié)合后，形成的復(fù)合物與靶DNA結(jié)合，以調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄[33]。本實驗中褐菖鲉卵巢ERβ的mRNA表達量受到抑制可能與雌激素水平下降有關(guān)。

我們的實驗結(jié)果表明聯(lián)苯菊酯的慢性暴露對魚類有顯著的生殖毒性，表現(xiàn)在卵巢Caspase-3活性增加，進而導(dǎo)致性腺細胞出現(xiàn)凋亡，卵巢雌、雄激素水平的下降和雌激素受體表達下降也是抑制卵巢發(fā)育的重要原因。

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Bifenthrin Exposure Disrupts the Development of Ovary in FemaleSebastiscusmarmoratusand the Mechanism Involved

Li Jinshou*, Luo Fen, Ruan Shaojiang, Ruan Junfeng, Wang Nannan

Department of Biology, Ningde Normal University, Ningde 352100, China

Received 25 February 2016 accepted 21 March 2016

Bifenthrin (BF) is a pyrethroid insecticide that is widely used in agriculture and horticulture. However, there are few studies available addressing the reproductive toxicity of BF on fishes. The present study was conducted to investigate the effects of BF on ovarian development in Sebastiscus marmoratus, a fish species distributed throughout the coastal areas of China, and to gain insight into its mechanism. After exposure to BF at environmental concentrations (1, 10, 100 ng·L-1) for 50 d, the percentage of previtellogenic and vitellogenic oocytes in the ovary showed a significant decrease. The levels of 17β-estradiol and testosterone were decreased in the ovary. The activity of caspase-3 was increased in a dose-dependent manner. Real-time PCR analysis showed that the expression of estrogen receptor (ERβ) was reduced in the ovary. These results suggested that BF could induce cellular apoptosis in the ovary, leading the reduction of estrogen and androgen levels and the expression of ERβ, which indicated that BF at the environmental concentrations could disturb the development of ovary in female Sebastiscus marmoratus.

bifenthrin; Sebastiscus marmoratus; reproductive toxicity; apoptosis; ovary; mechanism

福建省自然科學基金(2013N0029)；福建省教育廳省屬高?？蒲袑ｍ椈?JK2012061)；寧德師范學院閩東經(jīng)濟魚類增養(yǎng)殖及精深加工項目基金(2015T10)

李進壽(1965-)，男，教授，研究方向為生態(tài)毒理學，E-mail：ndtclsj@126.com

10.7524/AJE.1673-5897.20160225001

2016-02-25 錄用日期：2016-03-21

1673-5897(2016)6-323-07

X171.5

A

李進壽, 羅芬, 阮少江, 等. 聯(lián)苯菊酯暴露對雌性褐菖鲉卵巢發(fā)育的影響及其毒性機制[J]. 生態(tài)毒理學報，2016, 11(6): 323-329

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