氯化镉对斑马鱼幼鱼视网膜发育的影响

摘要

镉(cadmium,Cd)可引起斑马鱼眼部毒性效应和行为异常。目前,Cd导致斑马鱼的视网膜发育缺陷机制仍不明确。研究急性镉暴露对斑马鱼视网膜发育的影响。以斑马鱼作为模式生物,将6 hpf(hours post fertilization,hpf)的斑马鱼胚胎暴露于0(对照)、0.2、0.4、0.8、1.6 mg·L^(-1)氯化镉中,观察120 hpf斑马鱼幼鱼的生长状况,并统计胚胎存活率、孵化率和畸形率。后续将斑马鱼胚胎分别暴露于0(对照)、0.8 mg·L^(-1)氯化镉、0.8 mg·L^(-1)氯化镉与0.4 mg·L^(-1)N-乙酰半胱氨酸(NAC)混合物及0.4 mg·L^(-1)NAC,观察120 hpf斑马鱼幼鱼生长发育情况和检测氧化应激水平,镜下观察视网膜组织石蜡切片,了解视网膜结构变化;通过运动行为学实验,探讨对视神经的影响;采用qRT-PCR方法检测视网膜发育相关基因,揭示Cd对斑马鱼幼鱼视网膜的发育毒性及分子机制。斑马鱼胚胎的存活率、孵化率在0.8 mg·L^(-1)氯化镉的暴露下开始显著下降(P<0.01),畸形率显著提高(P<0.01)。0.8 mg·L^(-1)氯化镉与0.4 mg·L^(-1)NAC联合暴露后,幼鱼存活率和孵化率显著提高(P<0.05),畸形率显著下降(P<0.05)。与对照组相比,0.8 mg·L^(-1)氯化镉暴露组斑马鱼幼鱼的眼长与身长比(7.35±0.58)%显著下降(P<0.05),视网膜分层被破坏,对光敏感性降低,活动能力改变,视网膜发育基因opn1sw1、vsx1、brn3b、pax6表达水平显著下调(P<0.05)。与对照组相比,0.8 mg·L^(-1)氯化镉暴露组120 hpf斑马鱼幼鱼体内活性氧(ROS)含量和丙二醛(MDA)含量显著性升高(P<0.05),超氧化物歧化酶(SOD)活性显著下降(P<0.05);与0.8 mg·L^(-1)氯化镉暴露组相比,0.8 mg·L^(-1)氯化镉与0.4 mg·L^(-1)NAC联合暴露的谷胱甘肽S-转移酶(GST)含量显著升高(P<0.01)。Cd暴露可影响斑马鱼幼鱼及胚胎的氧化应激、神经发育等,并通过降低视网膜发育相关基因的表达水平干扰斑马鱼幼鱼视网膜发育,进一步造成斑马鱼幼鱼的视觉、运动等功能缺陷。