全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane sulfonate,PFOS)是全氟化合物(Perfluorinated chemicals,PFCs)在环境中的代表性物质。由于PFOS不能降解而持续存在于土壤、水和空气中,并能通过食物链在生物体内积累。研究发现,PFOS能导致动物产生发育毒性、肝中毒或免疫毒性。然而,关于PFOS导致的神经毒性及其毒理机制的研究却较少。涡虫以其特有的生物学特性和对水质污染的敏感性而成为研究神经再生和水质监测的模型动物。本项目拟以东亚三角涡虫作为研究对象,用形态学(神经再生修复参数)、细胞生物学(细胞凋亡)、生物化学(抗氧化酶、胁迫蛋白、神经再生相关蛋白的表达)、分子生物学(神经发育与再生基因的表达)等指标来评价PFOS对三角涡虫去头切割后神经再生的影响,探索PFOS对涡虫中枢神经再生影响的毒性机制,为进一步深入研究PFOS在水生环境中的生态毒性提供理论依据
perfluorooctane sulfonate;pollution;planarian;regeneration;toxicity
全氟辛烷磺酸(PFOS)是一种持续的有机污染物,是全氟化合物在环境中的代表性物质。本项目以东亚三角涡虫为研究对象,(1)研究了PFOS对涡虫的急性毒性的影响,结果表明 PFOS处理涡虫后,在24h,48h,72h和96h的LC50值分别为40.72 mg/L,38.45 mg/L,32.92mg/L和29.46 mg/L;(2)研究了PFOS(0, 0.5, 1, 5, 8 and 10 mg/L)对涡虫运动行为及再生影响,结果表明随着PFOS暴露浓度和时间的增加,涡虫运动速度减少;随着再生时间的增加,PFOS各浓度诱导处理下眼点再生情况无显著差异,涡虫耳突再生比眼点敏感,受到影响大。(3)分别采用连苯三酚自氧化法、紫外吸收法以及酶活试剂盒测定了不同浓度PFOS处理下涡虫SOD和CAT酶活性,结果表明PFOS诱导处理改变了涡虫氧化酶活性。(4)采用RT-PCR法和Real time-PCR检测了热激蛋白以及神经相关蛋白基因在完整涡虫和神经再生涡虫的表达情况,结果表明PFOS诱导处理改变了这些基因的表达;(5)应用吖啶橙染色后荧光显微镜观察PFOS对涡虫细胞凋亡的影响,结果表明随PFOS浓度的增加,涡虫细胞凋亡越来越明显,将神经再生涡虫进行石蜡包埋切片后用TUNEL观察,各个浓度下未观察到明显凋亡细胞;(6)采用Western blot检测热激蛋白HSP70表达量变化,结果表明随PFOS浓度的增加,再生涡虫HSP70表达量增加;(7)收集不同组涡虫,提取总蛋白,试剂盒检测PFOS对涡虫Caspase-3酶活的影响,结果表明,PFOS诱导处理1d和4d后,与对照相比,Caspase-3酶活未有显著性变化;PFOS诱导处理10d后,5mg/L组的Caspase-3酶活显著增加;(8)用突触蛋白的特异抗体进行荧光免疫组织化学研究,荧光显微观察PFOS对涡虫神经再生的影响。结果表明,PFOS对涡虫的侧神经有影响,并且随着浓度的增加,PFOS对涡虫侧神经的影响越明显。(9)提取不同亚致死浓度处理后的神经再生不同时期涡虫的基因组DNA,电泳,未观察到DNA ladder;单细胞凝胶电泳检测PFOS对涡虫细胞核DNA的影响,结果表明PFOS处理涡虫后,其细胞核DNA没有明显的降解。