乙草胺对热带爪蟾的早期致畸效应及遗传毒性研究

为了评价乙草胺对热带爪蟾Xenopus tropicalis早期发育阶段的影响,采用爪蟾胚胎致畸试验(FETAX)测定了乙草胺对爪蟾胚胎发育的致畸效应。结果表明,乙草胺对热带爪蟾胚胎的致畸中浓度(TC50)为有效成分1.20 mg/L,且能引起爪蟾腹部水肿、面部畸形、脊柱弯曲、尾巴弯曲、头部畸形等多种胚胎畸形。乙草胺的致畸指数(TI)为1.88,具有潜在的致畸风险。爪蟾蝌蚪在亚致死浓度的乙草胺中暴露4 d后,微核和单细胞凝胶电泳试验结果显示,乙草胺可导致蝌蚪血细胞的微核率显著升高,其尾部DNA含量和Olive尾矩两个指标也均显示细胞DNA受到损伤,且随着药剂浓度的增加,对DNA的损伤程度增强。

3种抗生素对热带爪蟾胚胎发育的毒性影响

由抗生素在畜牧养殖业中的滥用造成的水环境污染问题及其对水生生物的毒害作用日益受到关注。用0.5～1.5g/L的氯霉素(Chloramphenicol)、红霉素(Erythromycin)和0.01～0.5g/L的四环素(Tetracycline)对热带爪蟾(Xenopus tropicalis)胚胎进行72 h暴露。结果表明,1.25 g/L和1.5 g/L的氯霉素使胚胎存活率分别下降了7%和14%,红霉素对胚胎存活无明显影响,0.5g/L四环素导致胚胎全部死亡。1.5g/L的氯霉素和红霉素使胚胎体长分别减少了7%和9%,0.25g/L的四环素使胚胎体长减少了4%。3种抗生素能引起围心腔水肿、泄殖腔增大或拉长、肛门扩张和尾部弯曲等多种畸形现象,1.5g/L的氯霉素造成的总畸形率和围心腔水肿率分别为44%和34%;1.5g/L的红霉素造成的总畸形率和泄殖腔增大率分别为22%和20%;0.25g/L四环素造成的总畸形率和肛门扩张率分别为75%和59%。3种抗生素对热带爪蟾胚胎的发育毒性从大到小为四环素、氯霉素、红霉素。

运用热带爪蟾胚胎检测黑臭河道底泥的生态毒性

2010年9月～12月,在温州山下河(S)和九山外河(J)先后采集底泥样品5次.将热带爪蟾胚胎(NF10—NF11)暴露于1:4底泥提取液(第1—4次)和间隙水(第5次)中48 h,观测其发育状况.结果表明,山下河S1样点连续5次的底泥样品均导致胚胎全部死亡,表现出很强的毒性.暴露于山下河底泥提取液的胚胎体长均显著短于空白对照组,而暴露于九山外河底泥提取液的胚胎体长仅第3次显著短于空白对照组.暴露于山下河底泥提取液的胚胎畸形率均高于暴露于九山外河底泥提取液的,尤其在第4次检测中,暴露于S2-S4底泥提取液的胚胎畸形率均高达100%,而九山外河最高仅为70%(J2)和40%(J1).热带爪蟾胚胎直接暴露于所有采样点的山下河底泥间隙水均全部死亡.由此可见,山下河的整体毒性高于九山外河,底泥间隙水毒性高于底泥提取液.本研究表明,温州市典型的黑臭河道底泥对爪蟾胚胎的发育均有不同程度的影响,具有明显的生态毒性.同时,运用爪蟾胚胎可以有效地检测底泥的毒性效应,而且对不同河流和采样点的毒性评价具有较好的区分度.

热带爪蟾(Xenopus tropicalis)胚胎在生态毒理学中的应用前景

首先介绍了热带爪蟾(Xenopus tropicalis)作为新的模式动物的发展过程以及热带爪蟾基因组学方面的研究进展,概述了非洲爪蟾(X.laevis)胚胎在生态毒理学中的应用。在此基础上,详细讨论了热带爪蟾胚胎在污染物致毒效应和作用机理、毒理学理论和环境样品生态毒性检测等方面的应用现状和前景。最后,简要介绍了目前国内外有关热带爪蟾网站、书籍和养殖等方面的信息资源。

三苯基锡对热带爪蟾胚胎的致畸效应

用于船舶防污漆和农作物杀菌剂的三苯基锡(TPT)对淡水生态环境具有潜在的危害。用1～6 μgSn/L的TPT对热带爪蟾(Xenopustropicalis)胚胎从NF11/12阶段开始进行72 h暴露。结果表明,6μgSn/L暴露组胚胎的存活率比对照组降低了83%,3.5 μgSn/L及以上质量浓度的TPT暴露使胚胎的体长减少16%～35%,2.25μgSn/L及以上质量浓度暴露组胚胎的总畸形率均达100%。畸形现象主要包括眼睛异常,躯干拉长,泄殖腔突出,鳍变窄或消失,尾巴弯曲和皮肤色素减少等。在所有畸形表型中,TPT对鳍的影响最突出。暴露组胚胎的尾鳍宽度比对照组减少了17%～100%,并呈现明显的剂量效应关系。因此,TPT能抑制热带爪蟾胚胎的生长,并具有极强的致畸性,能特异性地阻碍爪蟾鳍的形成。

运用热带爪蟾胚胎测定工业废水的发育毒性

采用热带爪蟾胚胎测定江苏省常州市8家典型行业工业废水的发育毒性,结果显示:各行业工业废水对爪蟾胚胎的发育均有不同程度的影响,而印染、啤酒、电镀和化工行业出水的发育毒性更强。试验表明,理化指标并不能完全反映工业废水的综合毒性,而热带爪蟾胚胎可有效地表征其发育毒性。比较各行业工业废水的毒性,初步探讨热带爪蟾胚胎用于工业废水毒性检测的可行性。

热带爪蟾Hoxa11基因克隆及序列的进化分析

H oxa1 1基因是控制脊椎动物肢发育的重要基因 .根据人和鼠 H oxa1 1基因外显子 区和 区的保守序列设计了简并引物 ,采用 PCR法从热带爪蟾基因组 DNA中扩增和克隆到了H oxa1 1基因 ,并测定了核苷酸序列 .克隆的热带爪蟾 H oxa1 1基因片段长 1 598bp,由外显子 、内含子和外显子 三部分组成 ,其中外显子 60 4 bp,外显子 49bp.将该片段的核苷酸序列与人、鼠、斑马鱼 H oxa1 1基因的相应区域进行比较 ,发现该基因的内含子长度存在明显差异 .斑马鱼、热带爪蟾、鼠和人的内含子长度分别为 632 bp,945bp,1 42 1 bp和 1 41 2 bp,随动物进化阶梯的提高而变长 .外显子 区则高度保守 ,都是 49bp,外显子 区在长度上呈现约 1 0 %的变异 .将热带爪蟾 H oxa1 1基因编码的氨基酸序列与人、鼠、斑马鱼进行比较 ,它们之间分别有 67.0 %、66.5%和 46.0 %的同源性 .热带爪蟾与哺乳动物的同源性高于鱼类 ,可能反映了脊椎动物从鳍到肢的进化过程中 ,H oxa1 1基因经历了较多的变异 .

热带爪蟾Dmrt3基因的克隆及在早期胚胎发育中的表达

DMRT/Dmrt(Doublesexand Mab-3Related Transcription factor)是一类含有锌指样、富含半胱氨酸、能和特异DNA序列结合的DM结构域的转录因子.目前在脊椎动物中已发现8类DMRT/Dmrt基因,其中大部分成员在性腺中表达,表明这些基因可能参与了动物的性别决定与分化,此外部分DMRT/Dmrt成员还参与了体节和神经的形成等胚胎发育的过程,因此Dmrt基因家族是一类与发育相关的重要调控基因.通过RT-PCR方法成功克隆到了热带爪蟾胚胎Dmrt3基因的全长编码区,并进一步通过整体原位杂交的方法发现Dmrt3在热带爪蟾早期胚胎发育过程中主要在嗅觉原基、端脑、侧线原基、神经管等部位特异性表达.其在嗅觉原基、端脑与Dmrt4的重叠表达表明Dmrt3和Dmrt4在爪蟾早期胚胎发育的嗅觉神经形成过程中可能存在功能冗余.

三苯基锡对热带爪蟾胚胎的早期发育毒性

有机锡的外暴露能引起脊椎动物胚胎的独特畸形,但通过母体传递引起的内暴露毒性还缺乏研究.本文通过显微注射的方式研究了三苯基锡(TPT)、过氧化物酶体增殖体激活受体γ(PPARγ)的激动剂罗格列酮(Rosi)和抑制剂T0070907(C_(12)H_8ClN_3O_3)对热带爪蟾胚胎的发育毒性.将3种化合物注入S1一S2期的胚胎后,胚胎的存活率显著下降,其中5 ng TPT,80 ng Rosi和10 ng T0070907注射组存活率分别为46.9%、42.7%和54.2%.胚胎的体长也受到不同程度的影响,5 ng TPT,80 ng Rosi和20 ng T0070907注射组与对照相比体长分别减少了27%、22%和57%.3种化合物还引起了多样的畸形效应,尤其是头部变小及眼睛畸形.说明PPARγ在热带爪蟾早期胚胎的发育特别是头、眼发育中扮演非常重要的角色.TPT与相近剂量T0070907引起的畸形非常相似,说明TPT的致畸机制可能与PPARγ存在某种关系.另一方面,利用整胚原位杂交检测了注射TPT后S20及S25期胚胎的头、眼部标志基因的空间表达,结果表明bf1、en2、krox20及pax6的表达信号均随TPT剂量增大而逐渐变弱且区域变小,定量PCR进一步验证了TPT能在神经胚及早期尾牙期之前影响胚胎头、眼标志基因的表达.研究结果表明,TPT的内暴露对脊椎动物胚胎具有较强的致畸效应和神经毒性.

热带爪蟾胚胎在水质监测中的应用

分析了热带爪蟾胚胎用于水质监测的理论基础,综述了其在环境科学中的应用前景,总结评价了热带爪蟾胚胎用于水质监测的方法及应用实例,并讨论了其用于水质评价目前存在的问题。热带爪蟾是一种良好的模式生物,需要对其加强实际应用研究。

维甲酸X受体抑制剂HX531对热带爪蟾胚胎的致畸效应

目的:研究维甲酸X受体抑制剂HX531对热带爪蟾(Xenopus tropicalis)胚胎的致畸效应。方法:用1～500μg/L的HX531对原肠胚时期的热带爪蟾胚胎(即NF11～12阶段)进行48h暴露,观测胚胎存活、生长及畸形等指标。结果:与对照组存活率(100%)相比,400μg/L暴露组的胚胎存活率降低了83%(P<0.01),而500μg/L暴露组的胚胎存活率降低了97%。HX531对爪蟾胚胎48h的半数致死浓度(LC)为352μg/L。200～500μg/L暴露组的胚胎体长比对照组减少了18.4%～41.1%(P<0.01),并且各浓度组50的总畸形率均达100%(P<0.01),引起的主要畸形表型为眼睛异常、脑缩小、肠道异常、泄殖腔突出、围心腔水肿和鳍减少或消失等。HX531暴露48h对热带爪蟾胚胎的半效应浓度(EC50)为79μg/L,致畸指数为4.4。结论:维甲酸X受体受体抑制剂HX531对热带爪蟾胚胎具有极强的致畸效应,表明维甲酸X受体在爪蟾胚胎发育过程中有重要作用。

运用热带爪蟾胚胎检测杭州稻田的生态毒性

浙江省是农化产品生产大省,其带来一定经济利益的同时,也带来了许多负面影响。稻田底泥对农药等大多数污染物有很强的吸附作用,会严重影响稻田生态系统的生物多样性。检测和分析水稻田底泥农药等污染物的生态毒性对稻田生态评价十分重要。2014年3月下旬到4月下旬,在杭州余杭南湖区、临安官塘、余杭瓶窑、萧山浦阳先后采集底泥样品和水样,将热带爪蟾胚胎(NF10-NF11)暴露于1∶4底泥提取液和水样中48 h,观测其发育状况。不同采样点对热带爪蟾胚胎均有不同程度的致畸作用,包括尾部弯曲、肠道突出和腹部水肿等。其中,萧山浦阳地区X1采样点底泥提取液处理下热带爪蟾的畸形率最高达19.3%(P<0.05),X3采样点水样处理下热带爪蟾的畸形率最高达30.6%(P<0.05)。由此可见,萧山浦阳地区稻田的底泥和水样的毒性高于临安官塘、余杭南湖区、余杭瓶窑。研究表明,杭州稻田底泥对热带爪蟾胚胎的发育均有不同程度的影响,具有明显的生态毒性。

草甘膦对热带爪蟾胚胎发育的影响

[目的]探究草甘膦对热带爪蟾早期胚胎发育的影响及其敏感浓度。[方法]选择热带爪蟾(Xenopus tropicalis)作为模式生物,采用胚胎致畸试验(FETAX)测定草甘膦对热带爪蟾胚胎发育的致畸效应。[结果]草甘膦对爪蟾胚胎发育的半致畸浓度10^(-5)mol/L,胚胎发育后期则表现出不同类型的畸形,如小眼、围心腔水肿、腹方化、双尾、尾部弯曲等表型。当草甘膦浓度达到10^(-3) mol/L时,它对热带爪蟾胚胎有极显著的毒害作用,并伴有较高的致畸率和死亡率,其中特异性的表型为腹方化。[结论]草甘膦对热带爪蟾胚胎产生的毒性效应,严重影响胚胎发育正常进行;农业中草甘膦使用不当,随着生物富集效应,草甘膦对人类健康和生态环境有潜在危害。

典型城市黑臭河道水体生物毒性研究

以黑臭为特征的城市内河污染近来受到关注,检测和分析污染河流水质的生物毒性对水质标识和生态评价十分必要。本研究逐月检测了温州市九山外河(JS River)和山下河(SX River)两条典型黑臭河道水样对斑马鱼、发光细菌和热带爪蟾胚胎的毒性效应。结果显示,黑臭河道水体对斑马鱼、发光细菌(青海弧菌Vibrio Qinghaiensis Q67)和爪蟾胚胎均具有毒性效应。以斑马鱼死亡率和发光细菌相对抑光率表征的水质综合毒性较一致,且以发光细菌更为敏感。爪蟾胚胎致畸实验主要通过存活率和畸形率来表征水体的毒性。3类生物监测均显示SX水体毒性明显高于JS整体毒性,这与两条河黑臭程度相一致。通过发光细菌检测水体综合毒性的分析,显示SX和JS水体毒性在5月-8月的夏季较高,冬春季节较低,表明黑臭河道水质毒性季节性变化与水体温度(T)和溶解氧(DO)值关系密切。本研究结果可为污染水体生物毒性检测和黑臭水体综合评价及后续治理提供依据。

温瑞塘河沉积物的生物毒性表征研究

利用淡水型发光细菌青海孤菌的一个变种Q67和热带爪蟾胚胎对温瑞塘河沉积物浸出液生物毒性检测分析.沉积物相对发光强度平均值为63.3%,属中等生物毒性,最高发光强度为81.9%,最低发光强度为40.6%.沉积物浸出液的发育毒性结果为胚胎平均孵化率75.98%,最低点为42.5%,最高点为100%;胚胎成活率平均值为83.77%,最低值为66.25%,最高值为100%;平均致畸形率为16.6%,4个采样点无致畸现象,最大致畸性率为36.3%;爪蟾的平均体长为3.58cm,最小体长2.64cm,最大体长4.06cm.工业园区、城市生活与工厂混杂区,河流交汇且易于沉积区域生物毒性大,在源头区及单一生活污染区生物毒性小.

杭州西湖龙泓涧和北里湖水体及底泥毒性的生物学评价

以青海弧菌(Vibrio Qinghaiensis)、秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)和热带爪蟾(Xenopus tropicalis)胚胎为研究对象,检测分析了龙泓涧和北里湖的水体及底泥的可能毒性.结果发现,绝大部分水样和底泥提取液对3种实验对象均未产生明显毒性效应.部分水体和底泥反而呈现出一定的正效应,表现为增强青海弧菌的发光强度,促进热带爪蟾胚胎发育.极个别水样对青海弧菌和秀丽线虫显示毒性,引起爪蟾胚胎轻微致畸效应,可能与污染物排放等偶然因素有关.结果表明,龙泓涧和北里湖的水体及底泥呈现较低的生态风险,西湖水体具有相对高的生物安全性.

Xenopus tropicalis免疫球蛋白轻链重组多样性的研究

热带爪蟾(Xenopus tropicalis)是两栖类动物免疫球蛋白研究中常用的模式生物之一,其免疫球蛋白轻链的类型和基因结构已经研究清楚,3种轻链类型分别为:ρ、σ和typeⅢ.通过克隆测序,并对3种轻链重组cDNA克隆的VJ基因片段的连接方式进行了分析,发现在表达的3种轻链中,仅有少量的N和P核苷酸的插入.σ轻链基因的体细胞VJ重组主要依靠微同源重组.而在ρ和typeⅢ轻链中这种方式不是主要的,ρ和typeⅢ轻链或是通过VJ基因片段的直接连接或是部分删除后连接.研究结果为研究免疫球蛋白轻链多样性产生的机制提供了重要的线索.