双酚E对斑马鱼的毒性效应研究开题报告

 2023-02-14 09:34:10

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

1、本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等(列出主要参考文献)

双酚E又名4,4-二羟基二苯乙烷,是双酚A的类似物,为环境激素中的典型代表,其生物毒性和内分泌干扰活性相当于双酚A,是一种典型的环境内分泌干扰物[1、2]。

双酚A(BisphenolA,BPA)是目前世界上产量最多的有机化工原料,其全球年产量逾6万亿磅,其中有100余吨以各种形式排放到生态环境中。双酚A主要是用于生产聚碳酸酯和环氧树脂的原材料:聚碳酸酯多用来生产一次性塑料水瓶,婴儿奶瓶,微波炉餐具等,而环氧树脂主要用于生产食品罐内壁涂层,牙科填充剂等包装材料[3]。当含有BPA的生活用品不完全聚合或暴露于高温、碱性等环境中时,BPA就会释放或溶出,通过环境暴露进入人体。目前研究发现BPA不仅广泛存在于食物、水、车间空气等外环境中,在人类尿液、血液以及母乳中也有检出报道[4]。在我国,在某些城市的沟渠水样中已经检测出双酚A,比如就已经在黄埔江原水和某水厂各处理单元出水中检测出较高浓度的双酚A,甚至在我国个别城市空气中也已经检测到双酚A的存在[5、6]。研究表明,BPA化学结构与雌激素类似,具有弱雌激素作用(约1/10000)和强抗雄激素作用[3]对雄性生殖系统有一定的损害[6]对胚胎也会有一定的影响。在低浓度长时间暴露的情况下,BPA就可以对原代和子代生殖系统及其发育、对脑和神经系统及免疫系统等有不良的影响,可能会引发癌症、肥胖、糖尿病、生殖障碍和神经系统紊乱等多种疾病[6]。考虑到BPA的潜在低剂量效应以及动物试验的不确定性,部分国家已经开始限制含BPA塑料制品的使用,尤其是对婴幼儿等敏感人群[7、8]。许多国家也采取了禁用政策。为了应对这些管制措施,一些双酚A替代物被开发用来替代BPA用于[4]]塑料、热敏纸、食品包装材料等的生产中[9]。

近年来,国内外学者对双酚A替代物的毒性效应进行了大量的研究。随着研究的深入,发现这类化合物不仅对生物具有急、慢性毒性效应,而且具有内分泌干扰毒性效应。Kitamura[10]等也通过荧光素酶报告基因研究了19种BPA类似物在MCF-7细胞中的雌激素活性,Kyunghee[11]等人的研究表明,当把雄性和雌性斑马鱼暴露在0.5μg/L50μg/LBPS的水样中21天后,雌性和雄性斑马鱼血浆中的雌二醇含量显著升高,而雄性斑马鱼血浆中的睾酮含量则显著降低。正因为如此,对双酚A替代物的内分泌干扰效应进一步研究,特别是这类物质的分子结构与效应关系以及内分泌干扰效应毒性作用机制的研究,将对更好的评价其生态安全性和健康风险具有至关重要的意义。

鱼类是水体中重要的水生生物类群,当水体受到化合物的污染时,鱼类必然首当其冲。鱼类具有与哺乳动物相似的生理系统,特别是生殖内分泌系统与其他脊椎动物具有很大的相似性,许多有污染物引起的功能紊乱可能与人相似,因此在鱼类中发现的污染效应可以应用到其他它脊椎动物,甚至是人类。相比较哺乳动物,利用鱼类进行污染物的长期效应研究要容易的多,鱼类在繁殖季节可以将大量的卵子释放到环境中,通过观察其产卵数、受精率和后代的存活率来评价污染物对鱼类的生长发育和繁殖的影响。另外,鱼类还适合在野外环境和实验室中生长,可以在控制条件下进行不同暴露途径的测试或在不同生命阶段进行测试。

由于鱼类实验中容易控制暴露的化学物质剂量,使其能够与环境中化学物的浓度保持一致,内分泌干扰物对鱼类的损害能够在一定程度上反映化学物质对人类的危害,因此鱼类实验在生态风险评价中具有重要的实验价值。

综上所述,本项目拟选择双酚A的典型替代物双酚E,在进行斑马鱼的长期暴露毒性实验的基础上,通过实时荧光定量PCR检测斑马鱼发育相关基因的表达、测定卵黄蛋白原(VTG)等特异性生物标志物、激素浓度变化、观察性腺组织以及统计产卵率、受精率、孵化率,从分子水平、细胞水平、器官水平及个体水平表征双酚E暴露导致的内分泌相关危害效应,揭示双酚E对鱼潜在的毒性作用

参考文献

[1]肖明.纳米Cu_2O和纳米α-Fe_2O_3可见光催化降解BPE的性能研究[D].兰州交通大学,2009

[2]佚名.河水中的双酚A和类似物[J].刊名缺失,出版年缺失,卷缺失(期缺失):页码范围缺失.

[3]窗体顶端

[3]张明.环境激素双酚A对SD大鼠睾丸生精细胞凋亡作用的实验研究[D].河北医科大学,2013.

窗体底端

[4]VandenbergLN,ChahoudI,HeindelJJ,etal.Urinary,circulating,andtissuebiomonitoringstudiesindicatewidespreadexposuretobisphenolA[J].EnvironHealthPerspect,2010,118(8):1055-1070.

[5]LiDK,ZhouZJ,MiaoM,etal.Urinebisphenol-A(BPA)levelinrelationtosemenquality[J].Fertilityandsterility,2011,95(2):625-630.

[6]窗体顶端

[6]国先芬,王贻鑫,耿存珍,杨永亮.环境激素双酚A的毒理学研究进展[J].环境科学与技术,2013,02:86-92 99.

窗体底端

[7]U.S.FoodandDrugAdministration(FDA).BisphenolA(BPA):UseinFoodContactApplication,2012;availablefromhttp://www.fda.gov/NewsEvents/PublicHealthFocus/ucm064437.htm(accessedDec25,2012).

[8]EuropeanCommission(EC).AmendingDirective2002/72/ECasregardstherestrictionofuseofBisphenolAinplasticinfantfeedingbottles,2011;availablefromhttp://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2011:026:0011:0014:EN:PDF(accessedDec5,2012).

[9]Kuruto-Niwa,R.;Nozawa,R.;Miyakoshi,T.;Shiozawa,T.;Terao,Y.Estrogenicactivityofalkylphenols,bisphenolS,andtheirchlorinatedderivativesusingaGFPexpressionsystem[J].Environ.Toxicol.Pharmacol.2005,19,121130.

[10]KitamuraS,SuzukiT,SanohS,etal.Comparativestudyoftheendocrine-disruptingactivityofbisphenolAand19relatedcompounds[J].Toxicol.Sci.,2005,84(2):249259.

[11]JiK,HongS,KhoY,etal.EffectsofbisphenolSexposureonendocrinefunctionsandreproductionofzebrafish[J].Environ.Sci.Technol.,2013,47:87938800.

2. 研究的基本内容和问题

2、研究的目标、内容和拟解决的关键问题

研究内容

(1)斑马鱼长期暴露于双酚E后,双酚E对斑马鱼的毒性作用

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3. 研究的方法与方案

3、研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

研究方案

(1)研究对象:选择环境中检出频率较高的双酚A的替代物双酚E作为本课题的研究对象,暴露浓度选择前期进行急性毒性实验后确定的浓度,分别为1ppm、0.1ppm、0.01ppm、0.001ppm,以斑马鱼成鱼做实验,暴露21天。

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4. 研究创新点

4、特色或创新之处

(1)客观地评价双酚E对斑马鱼的毒性效应,这在当前关于双酚E的研究中尚属首次

(2)研究方法上,本课题拟采用荧光定量PCR和ELISA酶联免疫吸附法测定斑马鱼下丘脑-垂体-性腺轴相关基因的表达和激素的变化情况。

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5. 研究计划与进展

5、研究计划及预期进展

项目计划8个月内完成:

2015年9月

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