三氯生对斑马鱼发育和脂质代谢的影响

王 杨,吴国辉,钱秋慧,赵晨曦,闫 瑾,王学东,王慧利

三氯生对斑马鱼发育和脂质代谢的影响

王 杨,吴国辉,钱秋慧,赵晨曦,闫 瑾,王学东,王慧利*

(苏州科技大学环境科学与工程学院,江苏 苏州 215009)

通过TCS(三氯生)亚致死剂量急性暴露斑马鱼胚胎至幼鱼,探究其对斑马鱼胚胎发育和脂质代谢的影响.结果表明,在体视显微镜下统计发现TCS在200µg/L浓度急性暴露延迟了72hpf胚胎的孵化,孵化率下降13.24%,而畸形率提高80%以上.120hpf(受精后小时)幼鱼畸形表现为能量淤积、卵黄囊肿、吸收障碍而后延,游囊闭合,心包囊肿,脊椎弯曲,少数个体小眼畸形.利用Metascape在线数据库进行TCS作用靶的预测和分析,并对药靶分子GO(基因本体)功能聚类和KEGG(京都基因与基因组百科全书)代谢途径分析,多数基因在分子功能、生物过程和细胞组成上参与羧酸代谢、类固醇激素受体活性、脂质绑定、脂质分解与代谢过程、脂质稳态、脂质定位的调控等生物学功能,有3条KEGG信号通路与脂质代谢有直接或间接的关系.通过ELISA试剂盒和Thermo全波段酶标仪对幼鱼(120hpf)生化指标的检测发现,总胆固醇(T-CHO)与甘油三脂(TG)浓度显著升高.利用油红O染料进行脂质染色发现幼鱼肝脏、卵黄、血管有脂滴堆积现象,尤其集中于肝脏和卵黄中.脂质代谢和能量供应与运动行为密切相关,借助Noldus行为分析仪进行行为学测试,表明TCS暴露后斑马鱼自主运动活力抑制,对声光刺激敏感程度显著下降.上述现象均可被100µg/L的脱氧胆酸钠供给而减轻.预示TCS低剂量环境暴露通过影响肝胆循环诱导斑马鱼脂质代谢紊乱,造成能量供应障碍.

三氯生；斑马鱼；脂质代谢；运动行为；脱氧胆酸钠

三氯生(TCS)是广谱杀菌剂,广泛应用于医药、化妆品、洗涤剂及日常护理品等领域.在世界各地的市政污水、河流、海洋及底泥等介质中均有检出,环境监测浓度在ng～mg/L(kg)级之间[1-4].

TCS在淡、海水光化学转化中能和本底氯离子发生反应,形成多种稳定态氯代衍生物[5-6],其中间衍生物的生物毒性多数高于母体化合物.TCS是一种亲脂化学物质,它容易在脂肪组织、肝脏和胆汁中积聚[7].因此,环境中低剂量TCS长期作用于水生态系统引发的慢性致毒效应、生物放大、生物积蓄[8],及多种污染物共存的加和协同作用对水生生物和人类健康构成了严重威胁.

目前,关于脂质代谢研究主要利用离体脂肪细胞及小鼠模型,前者无法模拟复杂的在体过程与微环境,而后者因成本高、非高通量等局限.斑马鱼作为廉价的脊椎模式生物,它与人类基因组高度同源[9],尤其适合脂质代谢研究,大多数使用斑马鱼模型的药物毒性和安全性评估从ECVAM(欧洲替代方法验证中心)获得了良好(75%～85%)或优秀(85%)的准确性标准,显示其在药物发现和毒理学研究种的巨大优势.

本文结合预测和实验测定获得TCS的LC50实验值,依据环境监测浓度,设置TCS亚致死剂量处理斑马鱼,研究对胚胎及幼鱼发育的影响,然后基于表观畸形特征,结合药靶预测,确定TCS作用靶分子、毒效应靶系统、以及产生的生物学功能异常等,通过生化指标的测定和特异染色及行为学分析等在体展示其致脂质代谢紊乱的毒性效应.

1 材料与方法

1.1 实验动物

实验生物为野生型AB品系斑马鱼,于中国科学院武汉水生生物研究所获得,根据斑马鱼的养殖指南,雌雄成鱼分开饲养在专用养殖系统中(水温为(28.5±0.5)℃;pH值为6.8～7.5;光周期为14h光照:10h黑暗),每天早晚各喂食一次新鲜孵化的丰年虾.

1.2 实验试剂及仪器

主要试剂:TCS(CAS No.3380-34-5, 99.9%),油红(CAS No.1320-06-5)均购于Sigma-Aldrich公司(St. Louis, USA);甘油三酯试剂盒(南京建成生物有限公司);总胆固醇试剂盒(南京建成生物有限公司);BCA蛋白测定试剂盒(上海碧云天生物技术有限公司).

主要仪器:斑马鱼养殖系统(上海海圣生物实验设备有限公司);Thermo全波长酶标仪(美国赛默飞公司);行为分析系统(Danio Vision,荷兰Noldus);体视显微镜(Nikon SMZ1500上海千欣仪器有限公司).

1.3 实验方法

1.3.1 斑马鱼的胚胎收集与染毒 实验前1d晚上将成鱼按雌雄比3:4放入产卵器中,第2d早上拔掉插板并开启日光灯刺激产卵,0.5h后收集胚胎,挑选发育良好的6hpf(受精后小时数)优质胚胎,随机置于96孔板中,加入200μL/孔用胚胎培养液预先配制好的染毒工作液进行体外浸液给药,设置对照组(Control)、TCS处理组200μg/L,挽救组TCS200μg/L+ 100μg/L脱氧胆酸钠.每处理设置3次生物重复,每24h更换一次新鲜的染毒液,以保持染毒浓度,以备进行各项测定实验,连续染毒至5dpf.

1.3.2 TCS急性暴露对斑马鱼发育毒性的表观形态观察 胚胎自6hpf染毒后,实时跟踪斑马鱼不同体节期的发育生长状况,选取24,48,72,96,120hpf的幼鱼,体视显微镜下观察各处理组幼鱼发育,并Nikon显微镜拍照记录其发育畸形特征,统计72hpf孵化率,120hpf死亡率及畸形率.

1.3.3 基于在线平台数据库进行TCS作用靶分子预测与基因功能分析 用ChemDraw18.0画出TCS化学结构式,将其3D图片输入至PharmMapper在线数据库得到并筛选靶标蛋白.将候选蛋白导入STRING在线数据库进行String转化为靶标基因.将靶标基因输入至Metascape数据库进行斑马鱼来源基因的GO(基因本体)功能富集及KEGG(京都基因与基因组百科全书)信号通路分析.

1.3.4 斑马鱼幼鱼脂质代谢相关指标的测定与分析 从各处理组中分别取60条幼鱼(120hpf)于1.5mLEP管内,用去酶PBS溶液冲洗2次,根据1:9质量份数加入无水乙醇研磨匀浆, 2500r/min 低温离心10min,收集酶粗提液.待测样本蛋白浓度、甘油三酯(TG)和总胆固醇(T-CHO)浓度,统计分析均根据试剂盒的测定指导方法进行,酶标仪检测波长分别为562,510nm.

1.3.5 幼鱼整体油红(ORO)染色检测脂质堆积与分布 在每处理组随机选取30尾120hpf幼鱼,4%多聚甲醛 (PFA)固定-PBS清洗-梯度1,2-丙二醇渗透等处理后,用新鲜配置的3%油红(ORO)染色过夜.然后再用PBS清洗2次后,100 %1,2-丙二醇去背景色,体视显微镜成像记录,观察脂滴堆积与分布.

1.3.6 TCS亚致死剂量暴露对幼鱼行为的影响 TCS持续暴露(6～120hpf)的幼鱼,转移至96孔无菌培养板中并在Noldus(荷兰)行为分析仪中进行自主运动,光暗节律,声刺激实验测定,参照Xia等[10]的实验方法进行.

1.3.7 数据统计与分析视频分析 使用EthoVision XT软件(NoldusIT,Wageningen,荷兰)跟踪斑马鱼的个体运动.所有数据均以平均值±标准差(SD)表示,比较不同处理组时,在Tukey排序检验后进行单因素方差分析(ANOVA).统计分析均采用SPSS18.0软件(芝加哥,美国)进行,显著性水平记录为0.05(*),0.01(**),0.001(***).

2 结果与分析

2.1 TCS环境暴露对不同物种LC50预测与实验模拟

为确定TCS亚致死作用剂量以更接近评判其环境中暴露风险,首先经过EcosarApplcation软件对非靶标生物的LC50进行预测分析,得出TCS对鱼类的半致死浓度为0.582mg/L(表1).参考此LC50值上下设置系列TCS浓度梯度暴露胚胎至120hpf幼鱼期,模拟出TCS对120hpf幼鱼的LC50为0.5117mg/L,2值为0.985(图1).根据TCS对斑马鱼毒性效应的研究及代表性的表型特征[11],结合环境中TCS严重污染区的监测浓度,本实验选取其LC501/3～1/2作为处理组染毒浓度(200μg/L).

表1 TCS对不同生物LC50的预测

图1 TCS 120hpf幼鱼的LC50拟合曲线

2.2 TCS亚致死剂量暴露诱导斑马鱼胚胎发育畸形

胚胎是一切器官发育的来源,胚胎早期发育影响着机体后天的生长与存亡,致畸现象是评价污染物对个体发育的影响[12].经染毒24、48、72、96、120后TCS处理组畸形特征表现为能量淤积,卵黄囊肿,吸收障碍而后延;游囊闭合;心包囊肿;脊椎弯曲;少数个体小眼畸形(图2(a)).如图2(b)所示,对照组72hpf时孵化率为100%,与对照相比TCS处理组孵化率显著降低(0.001),即下降了13.24%,而在100µg/L的脱氧胆酸钠与TCS的复合处理下孵化率显著提升(0.01).如图2(c)所示,120hpf幼鱼的主要畸形比率中游囊关闭和卵黄囊肿占比较高,且卵黄囊肿、心包囊肿及游囊闭合程度在100mg/L的脱氧胆酸钠复合作用有所减轻.

2.3 TCS作用靶分子的预测与靶基因功能分析

为进一步探究造成上述表观畸形潜在的分子机制,利用PharmMapper网站在线实现TCS分子结构与其可能作用的目标蛋白的表达影响,根据系统默认的匹配阈值,从中筛选出可能靶向的编码基因.作用靶标基因GO功能分类和涉及的KEGG代谢通路富集分析表明,符合作用有179条,多数基因在分子功能、生物过程和细胞组成上参与羧酸代谢(carboxylic acid metabolic process)、类固醇激素受体活性(steroid hormone receptor activity)、脂质绑定(lipid binding)、脂质分解代谢过程(lipid catabolic process)、脂质稳态(lipid homestasis)、脂质定位的调控(regulation of lipid localization)等生物学功能(图3(a));从图3(b)可知,TCS作用靶基因涉及的KEGG代谢途径主要有13条显著富集KEGG途径与代谢通路,主要分为3个方面:(1)氨基酸代谢相关途径,苯丙氨酸代谢(Phenylalanine metabolism),氨基酸的生物合成(Biosynthesis of amino acids),半胱氨酸和蛋氨酸的代谢(Cysteine and methionine metabolism);(2)与脂质代谢有关的途径, PPAR信号通路(PPAR signaling pathway),类固醇激素的生物合成(Steroid biosynthesis);(3)碳代谢相关途径(Carbon metabolism).显然,3类代谢途径均与脂质代谢、碳代谢,胆固醇转化和能量转化等有直接或间接的关系,这为进一步探讨TCS环境暴露诱发脂代谢紊乱的分子机制提供指导.

(a)斑马鱼胚胎发育畸形

发育畸形包括a心包囊肿;b卵黄囊肿;c游囊闭合;d脊柱弯曲;e小眼畸形;f吸收障碍后延

(a) GO功能分类

(b) KEGG Pathway 信号通路富集分析

图3 TCS作用靶基因的GO功能分类和KEGG Pathway富集分析

Fig.3 GO functional classification and KEGG pathway analysis of TCS target genes

2.4 TCS亚致死剂量暴露诱导斑马鱼甘油三脂和胆固醇升高

图4 TCS暴露对斑马鱼脂质代谢紊乱生物指标的测定

基于上述药物作用靶的分析数据和表观畸形特征,为证实TCS是否造成脂质代谢紊乱,进一步进行生化指标的测定,总胆固醇(T-CHO)与甘油三脂(TG)含量失衡是衡量脂质代谢异常、高血脂和肥胖效应或肝损伤的重要生化标志物[13].如图4所示, TCS处理组斑马鱼幼鱼的T-CHO与 TG显著高于对照组(0.01),而在TCS与低浓度100μg/L的DCA复合处理下,T-CHO与TG的含量比单独TCS作用有所缓和(0.05).这一结果与发育畸形严重程度的挽救是一致的.由此说明TCS暴露会导致斑马鱼幼鱼脂滴堆积,能量传递障碍,诱发脂质代谢紊乱综合征.

2.5 TCS亚致死剂量暴露造成肝脏和卵黄中的脂质沉积

利用油红O与脂滴的高度亲和性进行染色,在体展示脂质在斑马鱼体内的堆积及分布.如图5(a)所示,与对照组相比,TCS暴露组幼鱼(120hpf)肝脏、卵黄囊,血管内均表现脂滴堆积现象,其中在肝脏和卵黄中沉积尤其明显,并对肝脏和卵黄中脂滴沉积光密度定量分析(图5(b)).同样,在TCS与低浓度DCA(100μg/L)复合处理下,显著减轻了脂滴堆积的严重程度(<0.05),与对照组没有差别.这一结果与生物标志物变化相吻合.

图5 油红(ORO)染色展示脂肪沉积与分布

2.6 TCS亚致死剂量暴露导致幼鱼运动行为异常

能量供给与运动活力密切相关,糖酵解和β-脂肪氧化是提供能量的重要方式[14],为进一步证实上述TCS暴露诱导的脂质代谢紊乱是否影响着其运动行为,测定了各处理组的幼鱼(120hpf)自主运动活力和对声光刺激的响应敏感度.如图6(a)所示,TCS暴露组斑马鱼总体运动距离和速率显著降低(<0.001),自主运动行为缓慢,活力下降.由运动轨迹的热图示踪可知(图6(b)),TCS处理组幼鱼多以定点旋转运动,无法长距离的运动起来.这也与游囊关闭和能量淤积有关.由图6(c),(d)可知,幼鱼对强光刺激的惊恐逃避反射实验表明,暴露于TCS的幼鱼在光暗刺激下,运动距离、速度显著抑制(<0.001), 同样,上述运动行为的异常均可在TCS与100μg/LDCA浓度复合处理下得到挽救.上述行为学的异常与脂质代谢紊乱和能量供给障碍是相辅相成的.

图6 TCS暴露对斑马鱼运动行为学分析

2.7 讨论

斑马鱼作为模式生物因其有众多优势,被广泛用于环境毒理学研究中.本文通过TCS亚致死剂量的急性暴露发现120hpf的斑马鱼畸形主要为卵黄囊肿、游囊闭合及脊椎弯曲.游囊是斑马鱼对外界环境胁迫反应最敏感的器官.游囊通过充气和放气的方式维持鱼体在水中的沉浮以减少水体中悬浮状态所需的能量[15].此外,斑马鱼早期发育所需的能量及营养物质主要由卵黄囊中储存的卵黄蛋白提供[16],同时卵黄囊也具有隔离屏障和保护作用,使斑马鱼的发育避受外界干扰[17].因此,基于上述TCS致斑马鱼发育畸形的特征,为进一步探究造成上述表观畸形潜在的分子机制,本文利用生物信息学分析得出TCS作用靶基因的功能聚类和通路富集均与脂质代谢的进程相关.其中过氧化物酶增殖激活受体PPAR家族作为一种核受体信号在脂质代谢紊乱中起重要的作用[18],其中PPARγ为脂肪形成和分化的关键转录因子.肝细胞中的甘油三酯(TG)积聚会破坏机体内的脂质稳态[19].由120hpf斑马鱼的TG、TC指标异常,也证实TCS确实会破坏斑马鱼体内的脂质稳态.油红O为一种能在脂肪内高度溶解的脂溶性染料,特异着色脂肪滴[20],120hpf斑马鱼的油红染色结果与生化指标结果相一致.为进一步证实上述TCS暴露诱导的脂质代谢紊乱影响着运动行为的能量供应,TCS处理组幼鱼运动活力下降得以证实.邓军等[21]发现六溴环十二烷暴露斑马鱼胚胎／幼鱼会延迟卵黄囊内生脂肪的吸收,抑制电子呼吸链中的酶活及ATP的产生,导致能量供应不足,与本研究结果相似.

脱氧胆酸钠为次级胆汁酸盐,注射至活体脂肪块中可以通过细胞机械性破坏作用使脂肪细胞溶解[22],达到美容效果[23].正因为其乳化脂肪的作用,因此它可以作为药物治疗面部脂肪瘤[24],所以本文选用低浓度(100mg/L)的脱氧胆酸钠作为挽救实验组.结果表明在100μg/L的DCA复合处理下,挽救了孵化率下降的趋势、发育畸形率与严重程度,降低了TG、TC的水平,缓解了脂滴在斑马鱼体内的积聚,显著提升了幼鱼自主运动的活力,为TCS引起的发育毒性及脂质代谢紊乱提供了治疗方法.

3 结论

3.1 TCS亚致死剂量急性暴露造成游囊闭合、心包囊肿、卵黄囊肿等表观畸形,利用生物信息学分析预测出TCS对斑马鱼作用靶分子与靶基因的功能与脂质代谢相关

3.2 生理生化指标TG/TC的检测结果显示TCS使斑马鱼幼鱼的TG、TC水平显著上调,低剂量浓度的脱氧胆酸钠则会挽救这一上调趋势.

3.3 幼鱼的整体油红染色结果证实了TCS造成斑马鱼脂肪堆积,引起脂质代谢紊乱,进而导致运动行为异常.证实了亚致死剂量的TCS环境暴露有影响幼体发育障碍和诱发代谢性疾病的健康风险.

[1] Sifakis S, Androutsopoulos V P, Tsatsakis A M, et al. Human exposure to endocrine disrupting chemicals: effects on the male and female reproductive systems [J]. Environmental Toxicology & Pharmacology, 2017,51(4):56-70.

[2] 陈 敏.三氯生与三氯卡班的生态毒性研究进展[J]. 广东化工, 2021,48(1):62-63.

Chen M. Research progress on the ecotoxicity of triclosan and triclocarban [J]. Guangdong Chemical Industry, 2021,48(1):62-63.

[3] 唐 宁,欧阳凤秀.生命早期环境内分泌干扰物暴露与儿童过敏性疾病关系的研究进展 [J]. 上海交通大学学报:医学版, 2019,39(9):7.

Tang N, Ouyang F X. Research progress on the relationship between exposure to environmental endocrine disruptors and childhood allergic diseases in early life [J]. Journal of Shanghai Jiaotong University (Medical Edition), 2019,39(9):7.

[4] 魏玉琴,沈春花.三氯生在水环境中的残留风险与去除研究进展[J]. 环境科学与技术, 2017,40(8):96-101.

Wei Y Q, Shen C H. Research progress on residual risk and removal of triclosan in aquatic environment [J]. Environmental Science and Technology, 2017,40(8):96-101.

[5] Nishi I, Kawakami T, Onodera S. Monitoring of triclosan in the surface water of the tone canal, Japan[J]. Bulletin of Environmental Contamination & Toxicology, 2008, 80(2):163-166.

[6] Kai B. Fate of triclosan and triclosan-methyl in sewage treatment plants and surface waters [J]. Archives of Environmental Contamination & Toxicology, 2005,49(1):9-17.

[7] Young T A, Heidler J, Matos-Perez C R, et al. Ab initio and in situ comparison of caffeine, triclosan, and triclocarban as indicators of sewage-derived microbes in surface waters [J]. Environmental Science & Technology, 2008,42(9):3335.

[8] 高海萍,周雪飞,张亚雷,等.三氯生对水生生物的毒性效应研究进展[J]. 环境化学, 2012,(8):1145-1150.

Gao H P, Zhou X F, Zhang Y L, et al. Research progress on the toxic effects of triclosan on aquatic organisms [J]. Environmental Chemistry, 2012,(8):1145-1150.

[9] 孙 冰,许慧慧,黄 超,等.环境毒理学研究的重要模式生物——斑马鱼[J]. 环境与职业医学, 2016,33(6):610-614.

Sun B, Xu H Hi, Huang C, et al. An important model organism for environmental toxicology research-zebrafish[J]. Environmental and Occupational Medicine, 2016, 33(006):610-614.

[10] Xia M, Wang X, Xu J, et al. Tris (1-chloro-2-propyl) phosphate exposure to zebrafish causes neurodevelopmental toxicity and abnormal locomotor behavior [J]. Sci. Total Environ., 2021,758: 143694.

[11] Zhang Y, Mi L, Liu J, et al. Combined toxicity of triclosan, 2,4- dichlorophenol and 2,4,6-trichlorophenol to zebrafish (Danio rerio) [J]. Environmental Toxicology & Pharmacology, 2018,57(1):9-18.

[12] 王菲儿.典型重金属和阻燃剂类环境污染物对斑马鱼胚胎的发育毒性研究[D]. 武汉:华中农业大学, 2018.

Wang F E. Developmental toxicity of typical heavy metals and flame retardant environmental pollutants to zebrafish embryos [D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2018.

[13] 施文海,陈化龙,贾中慧,等.脂质代谢与动脉粥样硬化[J]. 陕西新医药, 1974,7(1):47-55.

Shi W H, Chen H L, Jia Z H, et al. Lipid metabolism and atherosclerosis [J]. Shaanxi New Medicine, 1974,7(1):47-55.

[14] Carrillo-González D F, Hernández-Herrera D Y, Maldonado-Estrada J G. The role of L-carnitine in bovine embryo metabolism. A review of the effect of supplementation with a metabolic modulator on in vitro embryo production [J]. Anim. Biotechnol., 2021,21(6):1-11.

[15] Zheng W, Wang Z, Collins J E, et al. Comparative transcriptome analyses indicate molecular homology of zebrafish swimbladder and mammalian lung [J]. PLoS One, 2011,6(8):e24019.

[16] 王亚梅.斑马鱼卵黄蛋白原受体基因的鉴定、表达和功能分析[D]. 兰州:西北师范大学, 2020.

Wang Y M. Identification, expression and function analysis of zebrafish vitellogen receptor gene [D]. Lanzhou: Northwest Normal University, 2020.

[17] Fraher D, Sanigorski A, Mellett N, et al. Zebrafish embryonic lipidomic analysis reveals that the yolk cell is metabolically active in processing lipid -science direct [J]. Cell Reports, 2016,14(6):1317- 1329.

[18] 贺 茜,沙金燕,崔 英,等.过氧化物酶体研究进展[J]. 临床与病理杂志, 2001,21(5):416-418.

He Q, Sha J Y, Cui Y, et al. Research progress of peroxisomes [J]. Journal of Clinical and Pathology, 2001,21(5):416-418.

[19] Sant K E, Venezia O L, Sinno P P, et al. Perfluorobutanesulfonic acid disrupts pancreatic organogenesis and regulation of lipid metabolism in the zebrafish, danio rerio [J]. Toxicol. Sci., 2019,167(1):258-268.

[20] 任秀花,闫爱华,任知春.显示肝,肾上腺脂类油红O方法探讨[J]. 四川解剖学杂志, 2001,2:42-42.

Ren X H, Yan A H, Ren Z H. Discussion on the method of displaying liver and adrenal lipid oil red O [J]. Sichuan Journal of Anatomy, 2001, 2:42-42.

[21] 邓 军,杨丽华,周炳升.六溴环十二烷(HBCD)对斑马鱼发育早期能量代谢及软骨、肌肉和鱼鳍发育的影响 [J]. 生态毒理学报, 2013,8(5):9.

Deng J, Yang L H, Zhou B S. The effects of hexabromocyclododecane (HBCD) on energy metabolism and development of cartilage, muscle and fins during early development of zebrafish [J]. Journal of Ecotoxicology, 2013,8(5):9.

[22] 张肖霄.脱氧胆酸钠(SD)在脂肪细胞溶脂和微血管内皮细胞(MECs)凋亡方面的研究[D]. 上海:第二军医大学, 2017.

Zhang X X. Research on the effects of sodium deoxycholate (SD) on lipolysis of adipocytes and apoptosis of microvascular endothelial cells (MECs) [D]. Shanghai: Second Military Medical University, 2017.

[23] Kolodney M S, Rotunda A M. Methods and related compositions for reduction of fat and skin tightening [Z]. US, 2014/0004206A1.

[24] Santiago-Vázquez M, Michelen-Gómez E A, Carrasquillo-Bonilla D, et al. Intralesional deoxycholic acid: A potential therapeutic alternative for the treatment of lipomas arising in the face [Z]. JAAD Case Rep., 2021,13(5):112-114.

Effects of triclosan environmental exposure on zebrafish development and lipid metabolism.

WANG Yang, WU Guo-hui, QIAN Qiu-hui, ZHAO Chen-xi, YAN Jin, WANG Xue-dong, WANG Hui-li*

(School of Environmental Science and Engineering, Suzhou University of Science andTechnology, Suzhou 215009, China)., 2022,42(3)：1394～1400

Herein, we explored in detail the effects of TCS acute exposure at sublethal dosage on zebrafish embryonic development and lipid metabolism. TCS at 200µg/L significantly delayed the 72-hpf embryonic hatching with a decreased hatching percentage of 13.24% and an increased deformity rate of >80%. In the TCS-exposure group (4-120hpf), the main larval malformations were reflected in energy stasis、yolk cyst、dyssorption and swim sac closure, pericardial cyst, spinal curvature and so on. Using metascape online database, the target molecules of TCS, and the underlying GO (gene ontology) function clustering and KEGG (kyoto encyclopedia of genes and genomes) metabolic pathways were analyzed systemically. Most of the target genes were involved in various biological functions, such as carboxylate metabolism, steroid hormone receptor activity, lipid binding, lipid catabolic process, lipid homeostasis and regulation of lipid localization based on the roles in molecular function, biological process and cellular component. Three KEGG signaling pathways were found to be directly or indirectly concerned with lipid metabolism. The changes in biochemical indicators of 120-hpf larvae demonstrated that TCS exposure resulted in the significant increases of the total cholesterol (T-CHO) and triglycerides (TG) levels. By oil red O staining, we observed the prominent accumulation of lipid droplets in larval liver, egg yolk and blood vessels after exposure to TCS, especially in the liver and yolk. Lipid metabolism and energy supply are closely related to motor behavior. Using Noldus behavior analyzer, after TCS exposure, zebrafish voluntary motor activity was obviously inhibited, and the sensitivity to acoustic-optic stimulation was significantly decreased. The aforementioned toxic effects could be alleviated upon addition of 100µg/L sodium deoxycholate. These findings provide compelling evidence that low-dose TCS exposure induced zebrafish lipid-metabolism disorders by affecting hepatobiliary circulation and causing energy-supply obstacle.

triclosan；zebrafish；lipid metabolism；movement behavior；sodium deoxycholate

X174

A

1000-6923(2022)03-1394-07

王 杨(1997-),女,山东莱阳人,苏州科技大学环境科学与工程学院硕士研究生,主要从事风险评价与生态安全方面的研究.

2021-07-30

国家自然科学基金资助项目(31770552)

*责任作者, 教授, whuili@163.com