《戊唑醇對斑馬魚HPG軸內分泌干擾作用的分子機制》是依託浙江大學，由桂文君擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：戊唑醇對斑馬魚HPG軸內分泌干擾作用的分子機制
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：桂文君
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
三唑類殺菌劑是目前最重要的一類殺菌劑，而戊唑醇是其中用量最大的一種殺菌劑。因其廣泛使用造成環境生物的潛在危害逐漸受到關注。前期研究發現戊唑醇對斑馬魚具有類雌激素樣作用，對斑馬魚內分泌系統的HPG軸具有干擾效應，但這種干擾效應發生的關鍵環節及其分子機制等仍然不明。為此，本課題擬採用不同發育階段的斑馬魚，結合高通量測定技術，研究魚體內類固醇含量在戊唑曝露前後的變化，以及參與類固醇合成、轉運、代謝的相關酶及其基因在藥劑曝露前後表達量的變化，力圖在類固醇/激素代謝途徑上探究該藥對斑馬魚類雌激素樣干擾作用產生的關鍵環節和敏感期。進一步結合CRISPR/Cas9基因敲除技術，探討類固醇生成因子SF-1在戊唑醇內分泌干擾中的作用，以期更好地解釋戊唑醇對斑馬魚HPG軸干擾效應的分子通路機制。研究結果為揭示環境內分泌干擾的作用機制，探討戊唑醇等三唑類農藥的合理使用、環境保護和食品安全政策制定，提供理論依據。
結題摘要
近年來，農藥大量頻繁使用後的生態毒理學效應日益受到關注。作為農田常用藥劑，三唑類殺菌劑在田間與水生生態系統中被廣泛檢出，且在環境中穩定。作為單個品種年銷售超過5億美金的代表性三唑類殺菌劑戊唑醇，其生態毒性尚未知。故此，申請人利用模式生物斑馬魚，開展環境劑量戊唑醇對環境生物長期毒性效應及作用機制研究。研究發現，1、戊唑醇可在成年斑馬魚性腺中蓄積，表明其存在潛在的內分泌干擾風險。幼魚期斑馬魚暴露於環境相關濃度戊唑醇中，斑馬魚性別趨向於雄性偏向性分化；2、青春期和性成熟期斑馬魚暴露於環境相關濃度戊唑醇中，其成熟生殖細胞發育延遲，產卵量降低；3、通過檢測性激素合成通路上的類固醇含量以及RNA-Seq研究，發現戊唑醇影響斑馬魚性別分化和繁殖力的關鍵環節是戊唑醇抑制了芳香化酶Cyp19a的表達，從而抑制睪酮或雄烯二酮向雌二醇的轉化。RNAi試驗表明，將不同發育階段的斑馬魚胚胎中cyp19a基因沉沒，斑馬魚性別分化仍趨向雄性化，而通過同期補償雌二醇，可使的雌雄性別比趨向正常化。此外，檢測了戊唑醇暴露後斑馬魚體內PKA的活性及其調控產物磷酸化蛋白量的變化。發現PKA活性受到抑制，且抑制率與暴露濃度正相關，總磷酸化蛋白含量也降低。採用CRISP/CAS9技術，構建了yak1基因缺失型H295R細胞株，使得PKA過表達。戊唑醇暴露後發現PKA活性及總磷酸化蛋白含量依然下降。最後，採用SPR技術，研究發現戊唑醇可與PKAɑ催化亞基結合，抑制其磷酸化催化活性。上述研究結果表明戊唑醇可能通過與PKA的ɑ催化亞基結合，抑制cAMP/PKA/SF-1通路介導的信號傳導（即抑制了PKA的磷酸化功能，從而抑制了SF-1的表達，導致了Cyp19a下調，進而阻礙了雌激素E2的合成），引發抗雌激素樣生殖內分泌干擾效應。研究結果對戊唑醇的使用提出了安全預警，為三唑類農藥生態安全性評價提供了科學依據，同時促進了對農藥乃至環境污染物對魚類造成的內分泌干擾效應機制的認識，具有重要的學術價值和社會意義。
