纳米氧化铝暴露致斑马鱼神经发育毒性和帕金森样症状作用研究

来源：环境与职业医学杂志 2024年第7期北京时间：

作者：曾繁钊, 靳梦, 时瑞碟, 张秀军, 李宁,

摘要：背景纳米氧化铝 （nano-Al2O3） 是一种广泛应用的纳米材料，其对环境和生物的影响引起了广泛关注。斑马鱼是一种常用的模式生物，其基因组与人类有较高的同源性，被广泛用于毒性研究。目的探究nano-Al2O3暴露对斑马鱼的发育毒性和神经毒性及相应的作用机制。方法 将受精后6 h（6 hpf） 的斑马鱼胚胎随机分为空白对照组和不同剂量nano-Al2O3暴露组 （200、400、600、800和 1000 μg·mL−1） 。每组30颗胚胎，每24 h更换一次培养液，培养至144 hpf。统计48和72 hpf时斑马鱼孵化率和累计至144 hpf的畸形率。144 hpf时利用斑马鱼行为分析仪记录斑马鱼的运动轨迹，分析各组斑马鱼运动的总距离和平均速度。144 hpf时，在荧光显微镜下观察转基因斑马鱼vmat2: GFP的多巴胺能神经元、vegf: GFP的脑部血管和elavl3: EGFP的中枢神经系统神经元的发育状况，并用Image Pro Plus进行相应的统计分析。利用实时荧光定量PCR检测144 hpf时斑马鱼神经元发育相关基因 （syn2α、gap43、dat） 、路易小体形成相关基因 （α-syn） 和自噬相关基因 （pink1、parkin） 的表达情况。结果与空白对照组相比，nano-Al2O3暴露组在48 hpf时孵化率降低，累计畸形率升高 （P<0.05） ，出现鱼鳔发育迟缓、鱼鳔缺失、身体弯曲等现象。自主行为学检测结果显示，与空白对照组相比，nano-Al2O3暴露组斑马鱼游动的总距离降低 （P<0.001） ，平均速度明显减小。荧光观察结果显示，与空白对照组相比，nano-Al2O3暴露组vmat2: GFP转基因斑马鱼多巴胺能神经元长度减小 （P<0.001） 。此外，vegf: GFP转基因斑马鱼脑部血管明显缺失，elavl3: EGFP转基因斑马鱼中枢神经系统神经元荧光强度减弱（P<0.001），中枢神经系统神经元长度减小（P<0.01）。实时荧光定量PCR分析结果显示，与空白对照组相比，不同浓度nano-Al2O3暴露组斑马鱼的α-syn、syn2α、dat和gap43 （除400 μg·mL−1暴露组外） 基因表达上调（P<0.01），而600和800 μg·mL−1 nano-Al2O3暴露组斑马鱼的parkin和除200 μg·mL−1暴露组外的所有暴露组pink1基因均表达出现下调（P<0.05）。结论Nano-Al2O3暴露对斑马鱼幼鱼具有发育毒性，并诱导斑马鱼出现帕金森病样症状，初步推测其机制可能与nano-Al2O3诱导线粒体自噬障碍有关。

关键词：纳米氧化铝, 斑马鱼, 发育毒性, 神经毒性, 帕金森病,