建立“三步法”模型研究化学品对斑马鱼胚胎发育形态学效应

摘要

斑马鱼胚胎在化学品筛选中已经被广泛应用，但传统的观察斑马鱼形态变化的毒性终点指标有限，不能够完整地表征化学品对胚胎的表型效应，且传统的方法具有很强的主观性，易受到个人因素的影响而产生误差。因此，亟需开发一种更加客观、全面、有效的斑马鱼胚胎毒性终点指标统计方法。
　　本研究试图建立一种三步法模型，这种模型可用于定量描述化学品暴露对斑马鱼胚胎发育表型变化的影响：
　　首先，在斑马鱼鱼体上选取7个特征点，7个特征点可以组合成21条线段和105个角度。我们对这些指标进行计算，计算结果使用单因素方差分析进行数据统计分析。对照组与处理组进行对比，当 P＜0.05时，则认为处理组与对照组相比具有显著性差异；反之，则无显著性差异。
　　其次，以单因素方差分析的结果为基础，采用“计分法”对包含每个点的线段和角度进行计分，将差异变化落实到每个点上，得到每个点的差异分值，并对各个点的差异分值进行排序。
　　最后，根据每个点的差异分值的大小，进行移轴的工作。选取差异分值最小点作原点，差异分值次小点作X轴正方向上的点，将X轴顺时针旋转90°从而得到Y轴，最终确定坐标轴。在新确立的坐标轴中，处理组中的每个点的坐标与对照组中每个点的坐标相对比，最终总结出每个点的移动距离和方向，并对每个点的运动轨迹做出总结描述。
　　建立方法后，我们选择了三（1,3-二氯-2-丙基）磷酸盐（tris（1,3-dichloro-2-propyl） phosphate（TDCIPP））、1H,1H,2H,2H-全氟-1-己醇（1H,1H,2H,2H-nonafluoro-1-hexanol（4:2 FTOH））和1H,1H,2H,2H-全氟辛醇（1H,1H,2H,2H-perfluorooctanol（6:2 FTOH））三种新型环境污染物为研究对象，在斑马鱼胚胎受精后45 min内进行暴露，直至96 hpf（受精后96 h）时进行拍照取样，对斑马鱼幼鱼照片采用上述的三步法模型，对这三种化学品进行了效应分析，其实验结果如下：
　　1.化学品暴露斑马鱼后鱼体上各点所构成的线段和角度的变化
　　结果显示，斑马鱼胚胎经三种化学品（TDCIPP（0.1 mg/L和0.2 mg/L）、4:2FTOH（0.3 mg/L和1 mg/L）、6:2FTOH（0.3 mg/L和1 mg/L））暴露后，其上的七点所构成的线段长度和角度均有显著性影响。而且，高浓度处理组相对于对照组中有显著性变化的指标多于低浓度，且所得结果具有较好的浓度依赖性关系。
　　2.化学品暴露斑马鱼后鱼体上各个点的差异分值变化
　　结果显示，经过化学品暴露后，每个点的差异分值均有不同程度的变化。其中，三种化学品处理后，变化最大的点是1点，也就是吻前端的部位。
　　3.化学品暴露斑马鱼后鱼体上各个点的移动情况
　　结果显示：经过三种化学品处理后，斑马鱼的7个特征点均有不同程度的变化，而且高浓度暴露组变化的幅度显著高于低浓度暴露组。此外，我们还描述了变化最大的吻前端的部位经三种化学品暴露后的移动情况。经 TDCIPP暴露后，斑马鱼吻前端部位发生前移和上移；经4:2 FTOH暴露后，斑马鱼吻前端部位发生后移和上移；经6:2 FTOH暴露后，斑马鱼吻前端部位同样发生前移和上移。
　　4.斑马鱼鱼体上各个特征点随时间效应的变化
　　为了解斑马鱼形态随时间的变化情况，我们对正常养殖状态下的斑马鱼幼鱼在72 hpf、96 hpf和120 hpf进行拍照取样，并使用上述方法确定了各个特征点位置变化的情况。结果显示，在时间效应中，斑马鱼鱼体上变化最大的特征点仍然为吻前端部位，120 hpf时的变化程度明显多于96 hpf时的变化程度，并且随着斑马鱼的发育，斑马鱼的吻前端部位逐渐前移并且上移。
　　本研究结果发现：胚胎发育过程中，吻前端的位置的移动是评价环境毒物的一个敏感指标。本研究建立了一种定量描述斑马鱼形态变化的方法，减少了主观因素对实验的影响，减少了误差，为斑马鱼的毒性终点提供了可定量的指标，这为以斑马鱼胚胎为模型，进行化学品毒性筛选方面提供了新的方法，同时为环境化学品的管理提供技术支撑和理论指导。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 研究问题的提出

1.2 环境化学品概述

1.3 斑马鱼在化学品管理中的应用

1.4环境化学品TDCIPP、4:2 FTOH和6:2FTOH的相关介绍

1.5 本研究的目的和意义

第二章化学品（TDCIPP、4:2 FTOH、6:2 FTOH）对斑马鱼胚胎发育形态的影响

2.1实验材料

2.2 实验方法

2.3 三步法的构建

2.4结果统计

2.5 分析与讨论

2.6小结

3.1实验材料

3.2 实验方法

3.3 三步法对照片进行分析

3.4 结果统计

3.5 分析讨论

3.6 小结

参考文献

附录

致谢