海洋環(huán)境處于持續(xù)的污染壓力下，除了石油和天然氣等海上作業(yè)外，還有大量來自陸地污染源的污染物，包括工業(yè)農(nóng)業(yè)活動(dòng)以及污水排放。其中兩類較為豐富的環(huán)境污染物主要包括多環(huán)芳烴（PAH）和全氟烷基物質(zhì)（PFAS）。已在海洋生物，包括幾種魚類和海洋哺乳動(dòng)物中，檢測(cè)到PAHs和PFASs。將幾種硬骨魚暴露于PAHs和PFASs，發(fā)現(xiàn)有毒害影響，例如發(fā)育毒性、行為異常和生殖系統(tǒng)破壞。關(guān)于PAHs和PFASs結(jié)合時(shí)如何發(fā)揮毒性的研究還很少。

在環(huán)境毒理學(xué)中，生物標(biāo)志物被用作化學(xué)暴露的敏感的早期預(yù)警信號(hào)。PAH暴露常見的生物標(biāo)志物包括通過激活芳基烴受體（Ahr）誘導(dǎo)的細(xì)胞色素P450 1A（Cyp1a）、DNA加合物的形成和DNA片段化，以及膽汁中PAH代謝產(chǎn)物的積累。PFAS暴露的特定生物標(biāo)志物尚不明確，評(píng)估肝臟組織中抗氧化酶活性、能量代謝和DNA穩(wěn)態(tài)的變化可提供有關(guān)PFAS毒性的有價(jià)值的信息。因此，通過蛋白質(zhì)組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)等高通量方法有助于了解毒性機(jī)制并提供PFAS暴露的潛在生物標(biāo)志物。

大西洋鱈魚（Gadus morhua）在環(huán)境毒理學(xué)中被越來越多地用作模型生物。本研究的目的是研究暴露于PAHs和PFASs的環(huán)境相關(guān)混合物中的大西洋鱈魚的生物學(xué)反應(yīng)。研究中的低劑量混合物基于野生大西洋鱈魚肝臟中報(bào)告的PAHs和PFASs濃度，高劑量混合物為低劑量濃度的二十倍（20x）。為了確認(rèn)暴露，在鱈魚肝中測(cè)量了累積的PFAS，而在膽汁中測(cè)量了PAH代謝產(chǎn)物。對(duì)肝臟樣品進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析以研究肝蛋白質(zhì)組的變化，并對(duì)肝臟微粒體組分進(jìn)行脂質(zhì)組學(xué)分析以研究脂質(zhì)代謝的變化。此外，還評(píng)估了白細(xì)胞中的生物學(xué)反應(yīng)，例如DNA片段化、氧化應(yīng)激和內(nèi)分泌破壞。

雜志：Aquatic Toxicology

影響因子：4.344

發(fā)表時(shí)間：August 2020

文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166445X20303404

摘要

本研究的目的是研究多環(huán)芳烴（PAHs）和全氟烷基物質(zhì)（PFASs）的確定混合物在與環(huán)境相關(guān)的低劑量（1×= L）或高劑量（20×= H）下，對(duì)大西洋鱈魚（Gadus morhua）的生物學(xué)反應(yīng)的影響。為此，進(jìn)行了為期兩周的體外實(shí)驗(yàn)，在第0天和第7天通過腹膜內(nèi)注射使養(yǎng)殖的幼體鱈魚暴露。總共有10組魚樣本（n = 21-22）：兩個(gè)對(duì)照組，四個(gè)單獨(dú)的PAH和PFAS混合物（L，H）暴露組，以及四個(gè)PAH和PFAS混合（L / L，H/ L，L / H，H / H）組。身體負(fù)擔(dān)分析證實(shí)了鱈魚肝中PFASs和膽汁中PAH代謝產(chǎn)物的劑量依賴性積累。對(duì)于三個(gè)PAH / PFAS聯(lián)合暴露組（L-PAH / H-PFAS，H-PAH / L-PFAS，H-PAH / H-PFAS），肝體指數(shù)（HSI）顯著降低。對(duì)肝蛋白質(zhì)組的分析表明，與脂質(zhì)降解相關(guān)的途徑受PFAS暴露的影響很大，包括脂肪酸降解途徑中的酶上調(diào)，例如脂肪酸β-氧化。在H-PFAS暴露組中，脂質(zhì)分解代謝途徑中酶的豐度增加與三?；视停═Gs）含量的降低平行，表明在大西洋鱈魚中PFAS增加了脂質(zhì)分解代謝。PFAS暴露也誘導(dǎo)了氧化應(yīng)激的標(biāo)志物，包括過氧化氫酶和谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性。僅發(fā)現(xiàn)暴露組與對(duì)照組之間cyp1a和acox1基因表達(dá)、血漿中卵黃原蛋白濃度、Cyp1a蛋白合成和DNA片段化的微小差異和非顯著差異。總之，研究者結(jié)合蛋白質(zhì)組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)分析表明，PFAS可能會(huì)破壞大西洋鱈魚的脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)。

主要結(jié)果

富爾頓條件因子(CF)和肝體指數(shù)(HSI)是顯示生長(zhǎng)性能的參數(shù)，研究比較對(duì)照組和暴露組的CF時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異；然而，與對(duì)照組相比，L-PAH / H-PFAS，H-PAH / L-PFAS和H-PAH / H-PFAS組的HIS顯著降低（p <0.05）。研究肝蛋白質(zhì)組學(xué)時(shí)，對(duì)于PFAS組，在對(duì)照組和暴露組（L-PFAS和H-PFAS，p = 0.005，q值<0.125）之間的比較中，前111種差異表達(dá)的蛋白質(zhì)被用于分層聚類，L-PFAS和H-PFAS組的許多蛋白質(zhì)顯示出相似的表達(dá)特征，這表明數(shù)據(jù)中存在劑量反應(yīng)趨勢(shì)。對(duì)前111種差異表達(dá)（p = 0.005，q值<0.125）蛋白質(zhì)中的76種進(jìn)行了通路和網(wǎng)絡(luò)分析，發(fā)現(xiàn)顯著富集的途徑主要與能量代謝有關(guān)，特別是過氧化物酶體和線粒體脂質(zhì)分解代謝途徑，還與氨基酸代謝途徑和過程有關(guān)?；蚋患治龃_定了一個(gè)顯著富集的途徑，F(xiàn)ATTY_ACID_METABOLISM，該途徑包含脂肪酸降解途徑（例如脂肪酸β-氧化）中幾種酶的上調(diào)。肝臟微粒體組分脂質(zhì)組學(xué)分析，鑒定得到130種分屬于9個(gè)不同脂質(zhì)亞家族的脂類。當(dāng)將不同暴露組的肝臟中的脂質(zhì)譜與對(duì)照組進(jìn)行比較時(shí)（圖S8），只有H-PFAS組的脂質(zhì)組與對(duì)照組有顯著差異，生成的42個(gè)VIP > 1顯示一些TG相對(duì)減少，一些磷脂隨之增加。研究還發(fā)現(xiàn)單獨(dú)暴露于PAH不會(huì)影響Cat和Gst的活性，而L-PFAS組會(huì)導(dǎo)致兩種酶的活性顯著（p <0.05）誘導(dǎo)。對(duì)于cyp1a和acox1基因表達(dá)、血漿中卵黃原蛋白濃度、Cyp1a蛋白合成和DNA片段化這幾種生物標(biāo)志物，沒有觀察到或只有很少的影響。

百泰派克生物科技提供多組學(xué)整合分析服務(wù)，包括蛋白組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)的聯(lián)合分析。

歡迎感興趣的老師聯(lián)系我們！