BPA暴露引发的世代毒性效应

2023-11-17 理论教育版权反馈

【摘要】：BPA 多代暴露对秀丽隐杆线虫具有发育毒性、神经行为毒性和生殖毒性，能够在暴露浓度高于0.01μmol/L 时对秀丽隐杆线虫产生显著的毒性影响。

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图1 多代染毒操作示意（暴露4 个世代）

BPA 多代连续暴露对秀丽隐杆线虫生理指标的世代毒性影响见图2，BPA 多代连续暴露对秀丽隐杆线虫的生理水平产生了显著的负面效应。

2.1.1 BPA 多代暴露对秀丽隐杆线虫发育水平的影响

染毒后秀丽隐杆线虫的发育水平通过体长来表征。如图2（a）所示，在最低暴露浓度（0.001μmol/L）组，BPA 多代连续的暴露并没有对秀丽隐杆线虫的体长产生显著（p ＞0.05）的影响。在暴露浓度为0.01μmol/L 和0.1μmol/L 时，染毒后G1 代秀丽隐杆线虫的体长显著（0.01μmol/L，p＜0.05；0.1μmol/L，p＜0.01）减小，但是从G2 代开始，与对照组相比，暴露组秀丽隐杆线虫的体长恢复正常，并没有产生毒性效应。在暴露浓度为1μmol/L 时，与对照组相比，G1 代到G3 代的秀丽隐杆线虫的体长都显著（G1 和G3，p ＜0.01；G2，p ＜0.05）减小，并且G1 代秀丽隐杆线虫体长的抑制作用最明显，但是G4 代秀丽隐杆线虫的体长恢复正常，发育没有受到明显的毒性影响。暴露浓度为10μmol/L 时，BPA 多代暴露对秀丽隐杆线虫4 个世代的体长都产生了显著的（p ＜0.01）抑制作用，并且G3 代的毒性效应最严重。此外对10μmol/L 暴露组G1 代和G4 代的生理指标值的方差分析发现，G1 代和G4 代2 代之间并没有显著性（p ＞0.05）差异。

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图2 BPA 多代暴露对秀丽隐杆线虫生理指标的世代毒性影响(www.chuimin.cn)

（a）BPA 暴露对体长的影响；（b）BPA 暴露对头部摆动频率的影响；（c）BPA 暴露对身体弯曲频率的影响；（d）BPA 暴露对子代数目的影响；所有数据（平均值±标准误差）均为相比于对照组的百分比差异；*表示在同一个世代，暴露组与对照组之间存在显著性差异（p ＜0.05）。

2.1.2 BPA 多代暴露对秀丽隐杆线虫运动行为的影响通过检测秀丽隐杆线虫的头部摆动频率和身体弯曲频率来表征运动行为能力。BPA 多代连续暴露对秀丽隐杆线虫头部摆动频率的影响见图2（b），与体长测定结果类似，在最低暴露浓度（0.001μmol/L）组，BPA 多代连续暴露没有对秀丽隐杆线虫的头部摆动频率产生显著（p ＞0.05）的影响。当暴露浓度为0.01μmol/L 时，与对照组相比，秀丽隐杆线虫的头部摆动频率从G1 代到G3 代都显著（p ＜0.05）降低，且G1 代受到抑制的程度最大，但到G4 代秀丽隐杆线虫的头部摆动频率恢复正常。当BPA 暴露浓度达到0.1μmol/L 以上时，染毒后秀丽隐杆线虫的头部摆动频率从G1 代到G4 代都显著减小。在4 个世代中，G1代受到的毒性影响最为严重，G2 代与G1 代相比，头部摆动频率显著（p ＜0.01）提高，但与对照组相比，头部摆动频率依然受到显著（p ＜0.05）抑制，从G3代开始毒性逐代恶化，抑制效果更加显著。方差分析结果表明，0.1～10μmol/L 暴露组秀丽隐杆线虫的G1代和G4 代在毒性效应上没有显著性（p ＞0.05）差异。

BPA 多代连续暴露对秀丽隐杆线虫身体弯曲频率的影响见图2（c），在暴露浓度为0.001～0.01μmol/L时，BPA 多代暴露并没有对秀丽隐杆线虫的身体弯曲频率产生显著性的影响，而当浓度达到0.1μmol/L 以上时，染毒后秀丽隐杆线虫的身体弯曲频率从G1 代到G4 代都显著减小，在最高暴露浓度10μmol/L 时，毒性效应最为显著。在0.1～10μmol/L 暴露组内，代与代之间的毒性效应都没有显著性（p ＞0.05）差异（不包括10μmol/L 暴露组G2 代）。

2.1.3 BPA 多代暴露对秀丽隐杆线虫生殖能力的影响

用子代数目来评估BPA 多代暴露对秀丽隐杆线虫生殖能力的影响。如图2（d）所示，在最低暴露浓度（0.001μmol/L）组，BPA 多代连续暴露没有对秀丽隐杆线虫的子代数目产生显著（p ＞0.05）的影响。当BPA 暴露浓度为0.01～0.1μmol/L 时，秀丽隐杆线虫G1 代的子代数目并没有受到显著（p ＞0.05）的影响，但在G2 代情况出现了恶化。在0.01μmol/L，与对照组相比，BPA 暴露对秀丽隐杆线虫G2 代到G4 代产生了持续显著的（G2 和G3，p ＜ 0.01；G4，p ＜0.05）负面效应，而暴露浓度在0.1μmol/L 时，秀丽隐杆线虫的子代数目在G4 代恢复了正常。在高暴露浓度组（1μmol/L 和10μmol/L），BPA 多代暴露对秀丽隐杆线虫从G1 代到G4 代都产生了持续极显著（p ＜0.01）的毒性效应。在10μmol/L 暴露组，秀丽隐杆线虫的G2 代产生的负面效应最为明显，与对照组相比，子代数目减少了26.55%，但是负面效应从G3 代开始逐渐恢复。方差分析结果表明，1～10μmol/L 暴露组内秀丽隐杆线虫的G1 代和G4 代在毒性效应上没有显著性（p ＞0.05）差异。

综上所述，BPA 多代暴露对秀丽隐杆线虫生理指标影响存在差异。对于秀丽隐杆线虫的G1 代而言，生理水平只受到外界环境直接选择和自身发育可塑性的影响，但是从G2 代开始，秀丽隐杆线虫还受到母体遗传效应的影响[4，7，8]。在高浓度暴露组，秀丽隐杆线虫G1 代的生理指标值通常可以预测BPA 暴露在子代中的响应情况，但是在低浓度暴露组，子代中可能发生累积损伤效应或是自身的进化响应，因此秀丽隐杆线虫G1 代的生理指标值不能反映子代的响应情况。生物效应的复杂性导致各种生理指标之间存在敏感程度的差异[9]，而已有的研究同样报道了外源污染物多代暴露造成秀丽隐杆线虫个体水平不同响应的情况[4，5，10]。秀丽隐杆线虫的生理指标值与机体健康直接相关，生物体生理水平的提高有利于种群的动态演化[6]。BPA 多代暴露对秀丽隐杆线虫具有发育毒性、神经行为毒性和生殖毒性，能够在暴露浓度高于0.01μmol/L 时对秀丽隐杆线虫产生显著的毒性影响。

BPA暴露引发的世代毒性效应

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