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        六溴環(huán)十二烷短期暴露對紅鰭笛鯛幼魚甲狀腺激素T3和T4含量的影響

        2016-09-18 02:34:01陳海剛孫立偉張林寶張喆胡瑩蔡文貴賈曉平
        關(guān)鍵詞:紅鰭比值腦組織

        陳海剛,孫立偉,張林寶,張喆,胡瑩,蔡文貴,賈曉平*

        (1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所,廣東省漁業(yè)生態(tài)環(huán)境重點實驗室,農(nóng)業(yè)部南海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室,農(nóng)業(yè)部南海漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實驗站,廣州510300;2.浙江工業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院,杭州310032)

        六溴環(huán)十二烷短期暴露對紅鰭笛鯛幼魚甲狀腺激素T3和T4含量的影響

        陳海剛1,孫立偉2,張林寶1,張喆1,胡瑩1,蔡文貴1,賈曉平1*

        (1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所,廣東省漁業(yè)生態(tài)環(huán)境重點實驗室,農(nóng)業(yè)部南海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室,農(nóng)業(yè)部南海漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實驗站,廣州510300;2.浙江工業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院,杭州310032)

        為研究六溴環(huán)十二烷(HBCD)短期暴露對紅鰭笛鯛的甲狀腺素干擾效應(yīng)及相關(guān)機(jī)理,實驗室條件下分別將紅鰭笛鯛幼魚暴露于3個不同濃度的HBCD(8.6、43.0、215 μg·L-1)溶液中24、48、96 h后,以肝臟和腦組織中三碘甲腺原氨酸(T3)和四碘甲腺原氨酸(T4)含量及T3/T4比值為生物標(biāo)志物,評價HBCD短期暴露對紅鰭笛鯛肝、腦組織甲狀腺功能的影響。結(jié)果表明,HBCD對紅鰭笛鯛幼魚肝、腦組織甲狀腺具有明顯的干擾作用,且8.6、43.0 μg·L-1濃度暴露下對T3、T4含量以誘導(dǎo)作用為主,215 μg·L-1濃度暴露下短時間內(nèi)表現(xiàn)為極顯著的誘導(dǎo)作用(P<0.01),隨暴露時間延長則表現(xiàn)為極顯著的抑制作用(P<0.01)。此外,HBCD暴露過程中,肝組織T3/T4比值均極顯著低于對照組(P<0.01),且呈明顯的時間-效應(yīng)和劑量-效應(yīng)關(guān)系;腦組織T3/T4比值則隨暴露濃度和暴露時間呈現(xiàn)較大差異,主要表現(xiàn)為短時間暴露T3/T4比值高于對照組、長時間暴露T3/T4比值低于對照組。研究表明,紅鰭笛鯛肝臟和腦組織甲狀腺素T3、T4含量及T3/T4比值對實驗室3種濃度的HBCD脅迫均具有足夠的靈敏度,在一定程度上可為環(huán)境中甲狀腺激素干擾物的篩選和生態(tài)風(fēng)險評價提供重要的科學(xué)依據(jù)。

        六溴環(huán)十二烷;紅鰭笛鯛;甲狀腺素;三碘甲腺原氨酸;四碘甲腺原氨酸

        陳海剛,孫立偉,張林寶,等.六溴環(huán)十二烷短期暴露對紅鰭笛鯛幼魚甲狀腺激素T3和T4含量的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2016,35(7):1257-1263.

        CHEN Hai-gang,SUN Li-wei,ZHANG Lin-bao,et al.Effects of short-term exposure to hexabromocyclododecane(HBCD)on T3 and T4 of liver and brain in juvenile crimson snapper(Lutjanus erythopterus)[J].Journal of Agro-Environment Science,2016,35(7):1257-1263.

        自從20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)以來,六溴環(huán)十二烷(HBCD)已經(jīng)成為目前使用最為廣泛的脂環(huán)族溴化添加劑[1]。HBCD在建筑行業(yè)使用最為廣泛,主要用于含量小于3%的擠壓或發(fā)泡聚苯乙烯泡沫材料中,其次在家具裝飾、汽車內(nèi)飾和電子設(shè)備等方面都有廣泛的應(yīng)用[1]。2001年HBCD全球產(chǎn)量已達(dá)16 700 t,僅次于四溴雙酚A(>130 000 t)和十溴二苯醚(56 000 t)的生產(chǎn)量[2],目前全球HBCD年均消耗量估計已超過22 000 t[3]。

        當(dāng)前,幾乎在所有的環(huán)境介質(zhì)中都已經(jīng)檢測到HBCD的存在,相當(dāng)多城市中心或已知工業(yè)源頭的河流沉積物中以及海洋沉積物中HBCD濃度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出十溴二苯醚[4-5]。淡水和海水生物體內(nèi)HBCD濃度也都有所檢出,生活在工廠廢水排放口下游魚體內(nèi)HBCD的濃度超過10 mg·kg-1[6]。食物鏈的研究也表明,HBCD可被無脊椎動物從沉積物中富集,并通過高營養(yǎng)級生物如魚類、鳥類和海豹捕食而被進(jìn)一步生物放大[4,6]。de Wit等的研究還表明[7],HBCD具有長距離空氣傳輸?shù)哪芰?,北冰洋格陵蘭島和斯瓦爾巴特群島北極熊體內(nèi)檢出HBCD存在也證實了這一點。

        HBCD對生物體表現(xiàn)出較低的急性和慢性毒性,然而其亞致死毒性效應(yīng)并不能被排除。研究表明,HBCD對生物解毒酶[8]、內(nèi)分泌[9]、神經(jīng)功能[10]和生長發(fā)育[10]等方面均有影響。此外現(xiàn)有的毒理學(xué)研究結(jié)果表明,由于具有和多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)類似的結(jié)構(gòu),HBCD一個重要的毒性效應(yīng)為甲狀腺激素干擾效應(yīng)。目前HBCD對大鼠[11]、魚類[11]及人體[12]甲狀腺激素影響方面的研究均有報道,但主要選擇血清甲狀腺激素水平作為重要判斷指標(biāo)。如虹鱒魚口服HBCD后,血清中游離甲狀腺素(FT4)含量降低而游離甲狀腺原氨酸(FT3)含量增加[11],進(jìn)一步研究還表明HBCD可能通過影響生物轉(zhuǎn)化酶的表達(dá)而影響甲狀腺的活性[1]。魚類甲狀腺軸由下丘腦、垂體、甲狀腺組成,下丘腦通過分泌促甲狀腺激素釋放激素、甲狀腺濾泡合成并釋放甲狀腺激素(主要為T4),并運輸至肝臟等外周組織中[13-14]。因此魚類除血液外的其他重要靶器官如肝、腦和鰓組織對污染物脅迫的響應(yīng)也值得進(jìn)一步關(guān)注[15],但當(dāng)前HBCD對魚類肝、腦等組織甲狀腺激素水平影響方面的研究還未見報道。

        紅鰭笛鯛是我國熱帶亞熱帶地區(qū)大規(guī)模養(yǎng)殖的重要經(jīng)濟(jì)魚類,本研究以紅鰭笛鯛幼魚為受試生物,研究了HBCD溶液短期暴露對紅鰭笛鯛肝、腦組織中甲狀腺激素T3和T4的影響,研究結(jié)果對進(jìn)一步了解HBCD的甲狀腺激素干擾效應(yīng),對認(rèn)識HBCD對水生生物的環(huán)境暴露風(fēng)險和保護(hù)漁業(yè)資源具有重要的參考意義。

        1 材料與方法

        1.1儀器與試劑

        X-mark酶標(biāo)儀(美國Bio-RAD公司);5415型臺式離心機(jī)(德國Eppendorf公司)。

        六溴環(huán)十二烷(hexabromocyclododecane,HBCD),純度97%(Sigma公司)。魚三碘甲腺原氨酸(T3)ELISA試劑盒和魚四碘甲腺原氨酸(T4)ELISA試劑盒,購于上海繼錦化學(xué)科技有限公司。實驗過程中所用其余試劑均為市售分析純藥品。

        1.2實驗材料

        紅鰭笛鯛幼魚,體長26.13~34.20 mm,體質(zhì)量1.35~1.87 g,購自海南陵水縣新村鎮(zhèn)附近育苗場。養(yǎng)殖容器為500 L圓形玻璃鋼材質(zhì)育苗桶,暫養(yǎng)7 d后,選取活潑健康幼魚進(jìn)行實驗。海水取自育苗場附近,經(jīng)沉淀池沉淀和砂濾后待用。實驗期間海水pH值為7.6~7.8,鹽度為35~37,溫度為25.7~27.3℃。每天定時投喂飼料,待進(jìn)食5 min后吸出底部食物殘渣,實驗過程中晝夜曝氧。

        1.3實驗方法

        1.3.1濃度設(shè)置

        稱取適量HBCD,用無水乙醇溶解,配制成1 g· L-1的HBCD-乙醇儲備液,于4℃避光保存,實驗時根據(jù)需要將儲備液進(jìn)行稀釋。參照急性毒性預(yù)實驗結(jié)果,設(shè)置低、中、高3個HBCD暴露組(8.6、43.0、215 μg·L-1),同時以乙醇溶液(V乙醇:V水=0.05%)作為對照組進(jìn)行96 h半靜水暴露實驗。實驗容器為100 L正方形玻璃缸,每個容器加入暴露溶液60 L,投放健康幼魚20尾。分別在實驗進(jìn)行的24 h、48 h和96 h進(jìn)行取樣測試。

        1.3.2組織樣品前處理

        每組各取5尾魚,潔凈海水沖洗后置于冰盤內(nèi),快速解剖并取其腦組織,0.86%預(yù)冷生理鹽水淋洗并用濾紙擦干后,按1/10~1/5的比例(組織質(zhì)量g/緩沖液體積mL)用預(yù)冷的生理鹽水勻漿,3000 r·min-1離心10 min后,立即取上清液進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定。

        1.3.3測定指標(biāo)及方法

        利用雙抗體一步夾心法酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)測定T3和T4水平,具體參照ELISA試劑盒使用說明書提供的操作方法。

        1.3.4數(shù)據(jù)分析

        采用軟件SPSS18.0對實驗結(jié)果進(jìn)行one-way ANOVA方差分析,方差齊時直接采用LSD分析,不齊時采用Tamhanes′s T2分析。統(tǒng)計結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(Mean±SD)表示,P<0.05認(rèn)為具有顯著相關(guān)性,P<0.01認(rèn)為具有極顯著相關(guān)性。

        2 結(jié)果與分析

        2.1HBCD對紅鰭笛鯛肝臟T3和T4的影響

        不同濃度組HBCD溶液暴露對紅鰭笛鯛肝臟組織T3和T4含量的影響見圖1。

        從圖1(a)可以看出,暴露24 h時低暴露組肝臟T3含量顯著增加(P<0.05),高暴露組肝臟T3含量極顯著增加(P<0.01),而中暴露組肝臟T3含量與對照組比較無顯著性差異(P>0.05),表明HBCD對紅鰭笛鯛肝甲狀腺素T3水平具有誘導(dǎo)作用;隨HBCD暴露時間的延長,48 h時各暴露組肝臟T3含量均極顯著降低(P<0.01),且濃度越高降低越明顯,呈明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系;暴露96 h時,各暴露組對T3含量的影響出現(xiàn)差異:低、中暴露組HBCD暴露下肝臟T3含量極顯著增加(P<0.01),而高暴露組肝臟T3含量仍極顯著(P<0.01)低于對照組。不同暴露組HBCD溶液暴露對紅鰭笛鯛肝臟組織T4含量的影響如圖1(b)所示,從中可以發(fā)現(xiàn)HBCD對紅鰭笛鯛肝甲狀腺素T4有明顯的誘導(dǎo)作用。暴露24 h時低、中和高暴露組肝臟組織T4含量均極顯著高于對照組(P<0.01);隨暴露時間延長,低、中暴露組T4含量仍極顯著高于對照組(P<0.01),而高暴露組T4含量恢復(fù)至對照組水平;暴露96 h時低、中暴露組肝臟組織T4含量繼續(xù)增加,并極顯著高于對照組(P<0.01),而高暴露組肝臟T4含量極顯著下降(P<0.01)。

        圖1 HBCD短期暴露下紅鰭笛鯛肝臟組織T3和T4的含量Figure 1 T3 and T4 in liver tissues of Lutjanus erythopterus after short-term exposure to HBCD

        2.2HBCD對紅鰭笛鯛腦T3和T4的影響

        HBCD暴露對紅鰭笛鯛腦組織甲狀腺素T3和T4含量的影響如圖2所示。

        從圖2(a)可見,HBCD對紅鰭笛鯛腦組織T3含量有明顯的誘導(dǎo)作用:暴露24 h后,低、中和高暴露組腦組織中T3均被極顯著性誘導(dǎo)(P<0.01),中暴露組T3含量誘導(dǎo)率最高,為30.5%;隨暴露時間延長,48 h時低、中暴露組腦組織T3含量均恢復(fù)至對照組水平,而高暴露組T3含量則極顯著性增加(P<0.01);暴露96 h時不同暴露組HBCD對腦組織T3的干擾作用出現(xiàn)差異,低、中暴露組T3水平被極顯著誘導(dǎo)(P<0.01),而高暴露組T3水平被極顯著抑制(P<0.01)。HBCD對腦組織中T4含量的影響結(jié)果如圖2(b)所示。與腦組織中T3含量的變化規(guī)律相似,整個暴露階段低、中暴露組腦組織中T4含量均極顯著高于對照組(P<0.01),高濃度T4含量呈先升后降的變化規(guī)律:24 h和48 h被極顯著誘導(dǎo)(P<0.01),96 h被極顯著抑制(P<0.01)。

        圖2 HBCD短期暴露下紅鰭笛鯛腦組織T3和T4的含量Figure 2 T3 and T4 in brain tissues of Lutjanus erythopterus after short-term exposure to HBCD

        2.3HBCD對紅鰭笛鯛肝臟和腦T3/T4比值的影響

        圖3為不同濃度組HBCD溶液暴露對紅鰭笛鯛肝臟和腦組織T3/T4比值的影響。

        從圖3(a)可以看出,整個暴露階段肝組織T3/T4比值均極顯著低于對照組(P<0.01),且呈明顯的時間-效應(yīng)和劑量-效應(yīng)關(guān)系。從劑量效應(yīng)看,不同暴露時間下HBCD對紅鰭笛鯛肝臟組織T3/T4比值的影響呈3種變化類型:暴露24 h時肝組織T3/T4比值隨濃度增加而明顯升高;暴露48 h時肝組織T3/T4比值先降低,并隨濃度增加而趨于平衡;暴露48 h時肝組織T3/T4比值隨濃度增加而明顯降低。從時間效應(yīng)看,不同暴露組肝組織T3/T4比值隨暴露時間延長均明顯降低。圖3(b)顯示不同濃度組HBCD暴露后腦組織T3/T4比值的變化具有較大差異:暴露24 h時低、中暴露組腦組織T3/T4比值高于對照組,隨暴露濃度增加高暴露組腦組織T3/T4比值降低;暴露48 h時各暴露組腦組織T3/T4比值均高于對照組,隨濃度增加呈先升后降的變化趨勢;暴露96 h各暴露組腦組織T3/T4比值均低于對照組,隨濃度增加呈先降后升的變化趨勢。

        圖3 HBCD短期暴露對紅鰭笛鯛T3/T4比值的影響Figure 3 Ratios of T3 and T4 in Lutjanus erythopterus after shortterm exposure to HBCD

        3 討論

        在生物體內(nèi),甲狀腺激素(Thyroid hormones,THs)保持在一個合理的水平是其正常調(diào)節(jié)生物體諸多生理過程的基礎(chǔ),尤其是對機(jī)體的早期正常發(fā)育起著至關(guān)重要的作用[16]。研究表明,PBDEs、PCBs、TBBPA、HBCD和甲基汞等很多環(huán)境污染物均能影響甲狀腺激素在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運過程,如導(dǎo)致生物體的甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞增生、甲狀腺激素循環(huán)水平改變和甲狀腺功能減弱等毒性效應(yīng)[17-19]。本研究中,與對照組比較,經(jīng)HBCD溶液短期暴露后,8.6 μg·L-1和43 μg·L-1濃度組肝臟和腦組織中T3和T4均出現(xiàn)了升高趨勢,215 μg·L-1濃度組暴露96 h時肝、腦組織中T3和T4含量均極顯著降低(P<0.01),表明短期暴露下低濃度HBCD暴露對發(fā)育期的紅鰭笛鯛幼魚甲狀腺素具有誘導(dǎo)作用,而高濃度水平的HBCD脅迫對甲狀腺素T3和T4均產(chǎn)生明顯干擾。Palace等[20]研究了HBCD異構(gòu)體對彩虹鱒魚甲狀腺素的干擾作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)幼魚暴露于HBCD的3種異構(gòu)體56 d后,血清中FT4含量降低,F(xiàn)T3含量上升。在冀秀玲等[19]的實驗中,新生3 d大鼠暴露于HBCD 21 d后,與對照組相比,暴露組大鼠出現(xiàn)了血清中TT4下降,TT3、FT3、TSH升高的趨勢。比較上述研究結(jié)果均可以直觀地反映出HBCD對大鼠和魚類甲狀腺素的干擾效應(yīng),同樣的結(jié)果在人體血清中也得到了進(jìn)一步證實。李鵬等[12]研究了生產(chǎn)源區(qū)人血清中HBCD水平與甲狀腺激素相關(guān)性,結(jié)果表明生產(chǎn)源區(qū)人群血清甲狀腺5項指標(biāo)異常率均顯著高于未檢出HBCD的血清樣本,從而認(rèn)為人群暴露HBCD會顯著增加甲狀腺指標(biāo)異常的發(fā)生率。

        本研究結(jié)果顯示,短期暴露下魚類肝和腦T3、T4含量均呈升高的變化,與其他研究結(jié)果在變化規(guī)律方面存在一些差異。一般情況下,經(jīng)HBCD暴露后,生物體內(nèi)Ⅰ型脫碘酶(D1)誘導(dǎo)甲狀腺激素T4向T3轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)T4含量降低而T3含量升高[19]。但本研究中肝腦組織中T3、T4含量均升高,其原因可能主要在于生物體組織差異和代謝過程的復(fù)雜性,同時本實驗的暴露時間也短于大部分研究。甲狀腺激素的代謝主要是由Ⅰ型脫碘酶(D1)和Ⅱ型脫碘酶(D2)完成,它們不僅參與甲狀腺激素的合成與活化,而且對甲狀腺功能具有重要的調(diào)節(jié)作用[19,21]。脫碘酶主要分布于肝臟和腦組織[21-22],肝臟是甲狀腺激素代謝的重要器官和循環(huán)T3的主要來源[21],本研究也發(fā)現(xiàn),整個暴露階段肝組織T3/T4比值均極顯著低于對照組,表明HBCD脅迫可能抑制了肝臟D1酶的活性,從而抑制了甲狀腺激素T4向T3轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致T3/T4比值下降。類似的結(jié)果在劉園園等[23]的研究中也得到了證實,他們觀察到HBCD暴露42 d后大鼠肝臟和腦組織中D1、D2活性及基因表達(dá)水平均呈下降趨勢,認(rèn)為HBCD能通過改變甲狀腺激素代謝酶的活性及mRNA表達(dá)水平影響機(jī)體甲狀腺激素的內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡。另外在本研究中,腦組織中T3/T4比值的變化隨暴露時間和濃度有較大差異,則可能與腦內(nèi)T3水平由腦D2活力和血清T4水平共同決定的相關(guān)機(jī)制有關(guān)[24]。研究中常用血清中TT4和TT3水平來檢測污染物對生物是否產(chǎn)生甲狀腺激素干擾效應(yīng),但通常情況下血液中約85%以上的T3是由T4在外周組織如肝、腎和骨骼肌等的脫碘酶作用下轉(zhuǎn)變而來[25],因此肝臟和腦對血液中甲狀腺素的水平和代謝具有重要影響。這也進(jìn)一步揭示了HBCD暴露下,魚類和大鼠血清呈FT4含量降低、FT3含量上升而肝腦組織則呈現(xiàn)不同變化規(guī)律的代謝過程,進(jìn)一步表明了機(jī)體甲狀腺素代謝過程的復(fù)雜性。

        作為一種新型的持久性有機(jī)污染物[26],HBCD的健康風(fēng)險研究尚處于起步階段,相關(guān)毒理學(xué)資料仍待完備。Kuiper等[27]認(rèn)為HBCD暴露對實驗雌鼠甲狀腺產(chǎn)生影響的最低基準(zhǔn)劑量(以體重計)為1.6 mg·kg-1,總甲狀腺激素減少的標(biāo)準(zhǔn)劑量為55.5 mg·kg-1。然而環(huán)境中HBCD通常是與其替代物多溴聯(lián)苯醚共存,形成復(fù)合污染體系,其對小鼠和魚類的甲狀腺激素方面的影響存在明顯的不確定性。如劉園園等[23]研究發(fā)現(xiàn),單獨HBCD或DE-71暴露的文獻(xiàn)上往往分別顯示協(xié)同作用和甲狀腺激素水平下降,而HBCD/DE-71復(fù)合后甲狀腺激素水平反而上升,顯示出2種物質(zhì)復(fù)合暴露產(chǎn)生的毒性不同于任何一種單一物質(zhì)的暴露結(jié)果。另外,從研究文獻(xiàn)來看,當(dāng)前研究對象主要集中在哺乳動物和兩棲動物,研究內(nèi)容主要關(guān)注于生物體血清甲狀腺激素水平,而污染物干擾魚類尤其是其他外周組織如肝臟、腎臟和腦甲狀腺激素的研究還較為缺乏。Tagawad等[28]分別以淡水、海水和洄游性魚卵為實驗材料,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在魚卵孵化的不同階段26種魚卵的T3和T4水平呈明顯下降的變化規(guī)律。這也進(jìn)一步說明了在缺乏足夠的血液樣本時,采用生物體的其他組織材料研究激素水平變化的變化規(guī)律是可行的。從本研究結(jié)果來看,紅鰭笛鯛肝臟和腦組織甲狀腺素對HBCD脅迫具有足夠的靈敏度,且結(jié)合相關(guān)的研究文獻(xiàn)在一定程度上可以為血清中甲狀腺素的變化規(guī)律提供有力證據(jù)。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)也提出有必要利用魚類進(jìn)行甲狀腺激素干擾物的篩選和檢測[29],因此利用魚類不同組織的甲狀腺激素干擾效應(yīng)來指示某些典型污染物的毒性效應(yīng)和機(jī)制應(yīng)該受到高度關(guān)注。這對于水環(huán)境中甲狀腺激素干擾物(TDCs)的篩選和生態(tài)風(fēng)險評價均具有重要的意義。

        4 結(jié)論

        (1)HBCD短期脅迫可干擾紅鰭笛鯛肝、腦組織甲狀腺的相關(guān)機(jī)能,其中低、中暴露組以誘導(dǎo)作用為主,而高暴露組則先誘導(dǎo)后抑制。

        (2)與對照組比較,隨暴露濃度增加肝T3/T4比值顯著降低,而腦T3/T4比值呈先升后降的變化規(guī)律,表明肝甲狀腺素對HBCD脅迫的反應(yīng)更敏感,同時也驗證了魚腦對甲狀腺的調(diào)控影響,但其相關(guān)機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

        (3)紅鰭笛鯛幼魚肝、腦組織T3和T4對HBCD脅迫具有足夠的靈敏度,表明利用血液外的其他組織指示和篩選環(huán)境中的甲狀腺激素干擾物(TDCs)是可行的。

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        Effects of short-term exposure to hexabromocyclododecane(HBCD)on T3 and T4 of liver and brain in juvenile crimson snapper(Lutjanus erythopterus)

        CHEN Hai-gang1,SUN Li-wei2,ZHANG Lin-bao1,ZHANG Zhe1,HU Ying1,CAI Wen-gui1,JIA Xiao-ping1*
        (1.South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences;Key Laboratory of Fishery Ecology Environment,Guangdong Province;Key Laboratory of South China Sea Fishery Resources Exploitation&Utilization,Ministry of Agriculture;Scientific Observing and Experimental Station of South China Sea Fishery Resources&Environments,Ministry of Agriculture,Guangzhou 510300,China;2.Ocean College,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China)

        Extensive applications of hexabromocyclododecane(HBCD)have caused environmental contamination.In this study,juvenile crimson snappers(Lutjanus erythopterus)were exposed to different concentrations of HBCD(8.6,43.0,and 215 μg·L-1)for 24,48,and 96 h to determine triiodothyronine(T3)and thyroxin(T4)levels and T3/T4 ratios in liver and brain tissues.Results showed that HBCD had obvious disrupting effects on the thyroid of Lutjanus erythopterus.The exposures to 8.6 and 43.0 μg·L-1significantly increased T3 and T4 levels.An extremely significant induction effect on T3 and T4 was observed after 24 and 48 h exposures to 215 μg·L-1(P<0.01),whereas extremely significant depression occurred under prolonged exposure to this concentration(P<0.01).Moreover,the liver T3/T4 ratio was lowerin HBCD treatments than in the control.There were time-effect and dose-effect relationship.The brain T3/T4 ratio was higher under 24 and 48 h exposure,but lower under 96 h exposure to HBCD,as compared with that under the control.These results indicate that specific biomarkers in Lutjanus erythopterus,including liver T3,brain T3,liver T4,brain T4 and T3/T4 ratio,were sensitive enough to respond the stresses under short-term exposures to HBCD,and could provide important scientific basis for screening thyroid hormone disruptors and assessing ecological risks.

        hexabromocyclododecane;Lutjanus erythopterus;thyroid hormone;triiodothyronine;thyroxin

        X503.225

        A

        1672-2043(2016)07-1257-07

        10.11654/jaes.2016.07.005

        2016-01-26

        國家自然科學(xué)基金項目(41306113);中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項資金項目(2014TS11);廣東省漁業(yè)生態(tài)環(huán)境重點實驗室開放基金課題(GDKL2012001,LFE-2013-2);農(nóng)業(yè)部南海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室開放基金課題(LSF2011-06)

        陳海剛(1980—),男,博士,副研究員,研究方向為水生生物污染效應(yīng)。E-mail:hgchenes@163.com

        賈曉平E-mail:jxp60@tom.com

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