◎朱加進(jìn)，蔡 赫

（浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310000）

純凈水對(duì)斑馬魚幼魚生長(zhǎng)發(fā)育的影響

◎朱加進(jìn)，蔡 赫

（浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310000）

本文研究了純凈水對(duì)斑馬魚幼魚生長(zhǎng)發(fā)育的影響。研究發(fā)現(xiàn)，純凈水組中養(yǎng)殖的斑馬魚幼魚在體長(zhǎng)、側(cè)面投影面積及眼大小等方面顯著低于天然水組和正常對(duì)照組，而卵黃囊面積則顯著高于天然水組和正常對(duì)照組；且與其他兩組相比，純凈水組的斑馬魚有脊柱彎曲及心率減緩等致畸現(xiàn)象出現(xiàn)。由此可見，幾乎不含任何礦物元素的純凈水不但會(huì)能延遲斑馬魚幼魚的生長(zhǎng)發(fā)育，且還有一定的致畸作用。

斑馬魚幼魚；天然水；純凈水；生長(zhǎng)發(fā)育；致畸

較其他模式生物，斑馬魚具有完整的器官和系統(tǒng)，且同人類基因組具有高達(dá)87%的同源性［1］，它的體積小、繁殖能力強(qiáng)、生長(zhǎng)發(fā)育迅速、養(yǎng)殖成本低，可縮短藥物篩選實(shí)驗(yàn)的周期、提高篩選效率，因此備受藥學(xué)研究者的青睞，如利用斑馬魚建立疾病模型、進(jìn)行藥物活性成分的高通量篩選等。在病理學(xué)方面，由于斑馬魚突變技術(shù)的研究發(fā)展，研究者們建立了斑馬魚遺傳圖譜，分析了有價(jià)值的突變體，發(fā)展了轉(zhuǎn)基因斑馬魚技術(shù)，這些都成為毒理學(xué)研究的優(yōu)良資源。目前，斑馬魚已被廣泛應(yīng)用于遺傳和發(fā)育毒理學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)、病理毒理學(xué)、藥物毒理學(xué)等毒理學(xué)領(lǐng)域，并展現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)［2，3］。

水環(huán)境對(duì)斑馬魚的生長(zhǎng)、發(fā)育及行為學(xué)方面有很大的影響，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）已將斑馬魚推薦為河水毒性實(shí)驗(yàn)魚種并制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)（ISO 07346）。我國(guó)參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，于1991年出臺(tái)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)物質(zhì)對(duì)淡水魚（斑馬魚）急性毒性測(cè)定方法》（GB/T 13267-1991），使用斑馬魚進(jìn)行水質(zhì)安全性的檢測(cè)已獲國(guó)內(nèi)外認(rèn)可并得到了廣泛應(yīng)用。

目前市場(chǎng)上的飲用水品牌琳瑯滿目，但從加工工藝來(lái)看，主要可分為天然水和純凈水兩類。天然水主要以地表的山、河、湖、泊和地下泉水為主要水源，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理工藝，在去除原水中極少的雜質(zhì)和有害物質(zhì)的同時(shí)保存原水中對(duì)人體有益的礦物質(zhì)元素。純凈水主要以市政自來(lái)水為水源，經(jīng)過(guò)反滲透工藝在除去有害物質(zhì)的同時(shí)也基本完全去除各種礦物元素。飲用水中礦物離子對(duì)機(jī)體的重要性已有很多報(bào)道，但運(yùn)用斑馬魚模型來(lái)研究飲用水中礦物元素對(duì)機(jī)體健康影響在國(guó)內(nèi)外還鮮有報(bào)道。因此，本研究采用斑馬魚模型，對(duì)水中礦物質(zhì)離子對(duì)機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育的重要性作初步評(píng)價(jià)并從形態(tài)學(xué)角度探究純凈水對(duì)斑馬魚的致畸作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

斑馬魚受精卵由浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院提供，為野生AB型。

1.2 試劑及其配制

養(yǎng)魚用水配制：準(zhǔn)確稱取2.264 0 g NaCl，0.074 5 g KCl，0.405 1 g HEPES和0.266 4 g無(wú)水CaCl2，用蒸餾水于1 L容量瓶定容后用3 M NaOH調(diào)pH至7.2后備用。

4%甲基纖維素配制：準(zhǔn)備稱取4 g甲基纖維素于100 mL的熱水中攪拌溶解后于4 ℃冰箱中冷藏過(guò)夜后備用。

天然水及純凈水，均購(gòu)于市場(chǎng)。

1.3 儀器

體式顯微鏡（奧林巴斯），心率血流測(cè)試系統(tǒng)（viewpoint公司）。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

將野生AB型斑馬魚受精卵置于盛有養(yǎng)魚用水的培養(yǎng)皿中于28.5 ℃培養(yǎng)箱中孵化，2 dpf后用體式顯微鏡剔除發(fā)育異常的斑馬魚幼魚。本次試驗(yàn)對(duì)象為3組水樣，分別為純凈水組，天然水組和正常對(duì)照組（養(yǎng)魚用水）。取六孔板，每孔吸入30尾2 dpf幼魚并分別加入10 mL的上述水樣，每組樣品一個(gè)復(fù)孔于28.5 ℃培養(yǎng)箱中孵化，24 h換液一次。

在5 dpf時(shí)從每組樣品中隨機(jī)挑選10尾魚用4 %甲基纖維素溶液固定后用體式顯微鏡和心率血流測(cè)試系統(tǒng)對(duì)斑馬魚幼魚生長(zhǎng)發(fā)育（體長(zhǎng)、身體側(cè)面投影、卵黃囊面積、眼大小和側(cè)翻率）及致畸性等指標(biāo)（脊柱彎曲、心率）進(jìn)行觀察分析。

1.5 數(shù)據(jù)處理

本文中數(shù)據(jù)均采用spss16.0進(jìn)行獨(dú)立t-檢驗(yàn)分析，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 純凈水對(duì)斑馬魚幼魚生長(zhǎng)發(fā)育的影響

純凈水對(duì)斑馬魚幼魚生長(zhǎng)發(fā)育的影響（見圖1）。

圖1 純凈水對(duì)斑馬魚幼魚生長(zhǎng)發(fā)育的影響圖

如圖1所示，純凈水組斑馬魚的體長(zhǎng)、身體側(cè)面投影、眼大小分別為：

均顯著低于天然水組的：

與正常對(duì)照組的：

卵黃囊面積純凈水組為（0.55±0.09）mm2，顯著高于天然水組的（0.41±0.09）mm2及正常對(duì)照組的（0.44±0.10）mm2。在上述指標(biāo)中，天然水組與正常對(duì)照組均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。由此可見，與其他兩組相比，純凈水能顯著延緩斑馬魚幼魚的生長(zhǎng)發(fā)育。

2.2 純凈水對(duì)斑馬魚的致畸性的研究結(jié)果

如圖2所示，純凈水組斑馬魚的心率為（126.6±8.54）bpm，顯著低于天然水組（141.6±5.56）bpm及正常對(duì)照組（142.4±5.94）bpm，天然水組與正常對(duì)照組無(wú)差異。

圖2 純凈水對(duì)斑馬魚心率的影響圖

如圖3所示，養(yǎng)殖在純凈水組中的斑馬魚幼魚有脊柱彎曲的現(xiàn)象。由此可知，純凈水對(duì)斑馬魚幼魚有明顯的致畸作用。

圖3 各組樣品中斑馬魚幼魚的生長(zhǎng)發(fā)育情況圖

3 討論

礦物元素與機(jī)體健康有著重要的關(guān)系。鈣是人體必需的常量元素之一，它不僅是骨骼組成的主要構(gòu)成部分，在機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中也起著重要的作用［4］。Zemel［5］等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)降低細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度會(huì)抑制脂肪分解代謝進(jìn)而影響脂肪等物質(zhì)的吸收。除鈣外，鎂也是人體細(xì)胞內(nèi)重要的元素，黃永祥 等［6］研究表明鎂具有多種特殊的生理功能，它能激活體內(nèi)多種酶、抑制神經(jīng)異常興奮性、維持核酸的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、參與體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成、肌肉收縮及體溫調(diào)節(jié)，同時(shí)鎂影響鉀、鈉、鈣離子細(xì)胞內(nèi)外移動(dòng)的通道，并有維持生物膜電位的作用。

飲用天然水由其處理工藝的原因，在除去少量有害物質(zhì)的同時(shí)還保留了大部門對(duì)人體有益鈣、鎂元素和其他多種微量元素。水中礦物元素對(duì)機(jī)體健康的影響已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，陳榮河 等［7］對(duì)3月齡的ICR小鼠進(jìn)行90 d的研究表明，長(zhǎng)期飲用純凈水對(duì)小鼠的抗氧化酶及脂代謝指標(biāo)均有一定的影響。周宇紅 等［8］對(duì)小鼠進(jìn)行近4個(gè)月的跟蹤考察實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與飲用天然水相比，長(zhǎng)期飲用純凈水會(huì)顯著延緩仔鼠的生長(zhǎng)發(fā)育。胡啟之 等［9］對(duì)4月齡的ICR小鼠3個(gè)多月的跟蹤考察實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)也發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期飲用純凈水具有延遲仔鼠生長(zhǎng)發(fā)育的趨勢(shì)。

以前的研究學(xué)者基本上是用大小鼠作為模式動(dòng)物進(jìn)行礦物離子與機(jī)體健康的研究，但周期較長(zhǎng)、成本高，本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用考察周期更短的斑馬魚模型（考察周期僅為3 d）對(duì)水中礦物元素對(duì)機(jī)體健康的影響進(jìn)行研究。據(jù)本實(shí)驗(yàn)可知，純凈水能延遲斑馬魚幼魚的生長(zhǎng)發(fā)育，這與前人用大小鼠研究的結(jié)論“長(zhǎng)期飲用純凈水具有延遲仔鼠生長(zhǎng)發(fā)育”基本一致。

在本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，純凈水能顯著降低斑馬魚幼魚的心率并伴有脊柱彎曲等致畸現(xiàn)象出現(xiàn)，這可能與純凈水中缺乏鈣、鎂等礦物元素有關(guān)。有文獻(xiàn)表明，長(zhǎng)期缺鈣可引起嬰兒出現(xiàn)佝僂病的危險(xiǎn)，缺鎂可引起機(jī)體的心率失常［10，11］。由此可見，運(yùn)用斑馬魚作為模式動(dòng)物能在較短的時(shí)間內(nèi)更全面地評(píng)價(jià)純凈水對(duì)機(jī)體健康的影響。

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Influence of Purified Water on the Growth of Larval Zebrafish

Zhu Jiajin， Cai He
（College of BioSystems Engineering and Food Science， Zhejiang Univeisity， Hangzhou 310000， China）

Larval zebrafsh； Natural water； Pur ifed water； Growth； Teratogenic

R123

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.16.037

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863項(xiàng)目），新型罐頭加工裝備開發(fā)與新技術(shù)研究（編號(hào)：2011AA100804）。

朱加進(jìn)（1966-），男，漢族，浙江杭州人，博士，副教授；主要研究方向?yàn)槭称窢I(yíng)養(yǎng)、利用動(dòng)植物模型研究人體營(yíng)養(yǎng)、食品安全。

Abstarct:This paper studied purified water influence on the growth of larval zebrafish. From this study found that the body's length， body's area and the eyes' size of larval zebrafsh in purifed water were all lower than natural water and normal control remarkably， the yolk sac size of larval zebrafish in purifed water was remarkably larger than the others. Compared with two other groups， we also found that the larval zebra fsh in purif ed water had some teratogenic phenomena such as spinal curvature and slower heart rate. Therefore， the purifed water without any mineral element will not only delay the growth of larval zebra fsh， but also have some teratogenic efects.