富硒螺旋藻对高效氯氰菊酯染毒斑马鱼生殖和发育保护作用的研究

摘要

背景及目的： 拟除虫菊酯杀虫剂的环境持久性弱而且毒性较小。在害虫防治方面，拟除虫菊酯杀虫剂被广泛作为有机氯农药和有机磷农药的有效替代品。高效氯氰菊酯(β-CYP)是一种常用的拟除虫菊酯类杀虫剂，具有环境雌激素效应，是一种高亲脂性的杀虫剂，β-CYP被广泛应用于室内和田间害虫的预防和整治等方面。β-CYP在雄性动物生殖方面，表达雌性特异性蛋白的雄性动物可以通过环境雌激素(EEs)的促使来实现，β-CYP可损伤雄性动物性别的间性和雄性的生殖功能。 硒(Se)是一种对机体非常重要的微量营养元素，具有众所周知的抗氧化性质，对人体的健康至关重要。Se是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成元素，它主要存在于睾丸中，对精子的分化过程中，细胞核和线粒体膜的氧化损伤方面有很好的保护作用，也是精子的颈部形成过程中所必需的一种结构蛋白。Se在睾酮的生物合成中起着至关重要的作用，同时Se在精子的形成过程和精子的正常发育过程中发挥着重要的作用。Se和硒蛋白能够确保精子的活力，并提供对活性氧的保护作用。富硒螺旋藻(Se-SP)是一种新型的天然抗氧化剂，具有很高的营养价值。 方法: 1.通过检测斑马鱼性腺的发育状况、精子的活性、抗氧化酶的活性、组织切片、测定激素分泌的水平、分析精子的发生过程中相关蛋白和相关基因的表达，探讨Se-SP对暴露于β-CYP的雄性斑马鱼的生殖系统的保护作用。 2.通过观察斑马鱼胚胎的发育过程，24hpf胚胎的自主抽动率，48hpf胚胎的孵化率和心率以及72hpf和96hpf胚胎的体轴弯曲率来探讨Se-SP对暴露于β-CYP的斑马鱼的胚胎发育的保护作用。 结果: 1、β-CYP破坏斑马鱼DNA的完整性，使DNA发生断裂。 2、β-CYP能减少雄性斑马鱼精子的数量，降低精子的活力，缩短精子的活动周期，损伤精子的DNA，使精子的DNA发生断裂，破坏DNA的完整性。 3、β-CYP能影响斑马鱼性腺的发育，促进卵黄蛋白原(VTG)的生物合成和雌激素(E2)的分泌，增加了精原细胞的数量和精母细胞的数量，减少了精子细胞的数量和支持细胞的数量。 4、50mg/L Se-SP(Se:2mg/g Se-SP)几乎完全抑制了β-CYP的毒害效应。Se-SP对β-CYP处理斑马鱼睾丸的保护作用机制是通过下调基因cpy19a、nanos2、piwil1、dazl和sycp3的表达，上调基因odf3b、igf3、insl3和dmrt1的表达，增强抗氧化酶的活性，增加雄激素的分泌，从而影响睾丸睾酮的产生和精子的发生。 5、β-CYP可以影响斑马鱼的胚胎发育，降低斑马鱼的孵化率，增加斑马鱼胚胎出现畸形的频率。 6、Se-SP可以降低β-CYP对斑马鱼胚胎发育的毒害作用 结论: 1.Se-SP能有效地抑制精母细胞的分化过程中β-CYP暴露所致的性腺的氧化损伤。 2.Se-SP能有效提高暴露于β-CYP的斑马鱼的精子的数量，精子的活力，精子的活动周期，以及精子DNA的完整性。 3.Se-SP能有效地抑制β-CYP对斑马鱼胚胎发育的毒害作用，保护斑马鱼胚胎，使其发育趋于正常。