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山东大学海洋学院李志华教授团队:船舶防污涂料替代品tralopyril对海洋青鳉发育的毒性影响及其潜在机制

已有 600 次阅读 2026-1-8 19:03 |系统分类:科研笔记

【研究背景导读】

   随着全球对环境污染的关注不断增加,化学品对水生生态系统的潜在影响逐渐引起研究者的重视。近年来,船舶防污涂料的广泛使用使得许多化学物质进入海洋环境,其中包括新型替代品——tralopyril。然而,这种化学物质的生态风险远未被充分认知。尽管其在水中半衰期较短,但具有高生物富集潜力,意味着在水环境中的浓度可能因持续输入和累积而超过安全阈值。目前,关于tralopyril对海洋脊椎动物的发育毒性认知非常有限。已有零星研究表明,它可能影响不同水生生物的线粒体功能、钙稳态和生物矿化过程,但其深层次的致毒机制,尤其是在表观遗传和新型细胞死亡方式(如铁死亡)层面的作用,仍属未知领域。鉴于鱼类行为是反映其整体健康与生存适应性的敏感指标,而tralopyril已被证实会抑制鱼类运动能力,揭示其从分子到行为水平的毒性通路,对于准确评估其生态风险至关重要。

【文章内容概要】

山东大学海洋学院李志华教授研究团队在Environmental Chemistry and Ecotoxicology期刊上发表题为Developmental toxicity and mechanistic insights of tralopyril in marine medaka: Epigenetic disruptions and ferroptosis的研究论文。该研究通过行为学、转录组学以及全基因组亚硫酸盐测序(WGBS)等方法,全面探讨了tralopyril对海洋青鳉(Oryzias melastigma)发育的毒性影响及其潜在机制。

研究首先发现,tralopyril暴露引发了多重毒性反应,包括心脏损伤(心肌壁变薄、心区扩大)、骨骼畸形(颅软骨结构异常、细胞排列紊乱)和肌肉退化。这些结构性损伤直接关联于其游泳能力的显著下降,包括运动距离、速度和活动时间的减少。研究表明,tralopyril通过两条主要机制对海洋青鳉的发育产生毒性影响:一方面,全基因组甲基化测序发现,tralopyril引起了关键发育基因(如钙感应受体基因casr、神经相关基因taar1、心脏发育基因tbx3等)启动子区CG位点的异常甲基化。这些甲基化改变与基因的异常表达密切相关,从而扰乱了正常的骨骼、心脏和神经系统发育程序。另一方面,tralopyril激活铁死亡途径,通过增加细胞内铁含量和诱导线粒体功能障碍,加剧氧化应激,进一步加重细胞损伤。通过抑制剂(Ferrostatin-1, DFO, Genipin等)挽救实验,成功逆转了部分毒性表型,直接验证了铁死亡和线粒体功能障碍是tralopyril毒性的关键起始事件。同时,筛选出ucp2fth1mmp13等可作为tralopyril暴露的潜在敏感生物标志物。

本研究首次从分子机制层面系统阐述了Tralopyril对海洋鱼类的发育毒性作用,尤其是其对基因DNA甲基化和铁死亡的潜在影响,强调了其可能对水生生物构成严重威胁,为修订其生态风险评价标准和监管政策提供了重要数据支持。

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【原文链接】

Li B., Wang C.-L., Li T.-Z., Feng J.-X., Ma Y.-Q., Liu L., Li P., Li Z.-H., Developmental toxicity and mechanistic insights of tralopyril in marine medaka: Epigenetic disruptions and ferroptosis, Environmental Chemistry and Ecotoxicology, Volume 7, 2025, Pages 1046-1058.

   【期刊介绍】

Environmental Chemistry and Ecotoxicology (缩写ENCECO) 主要聚焦化学品在全球环境中的传输规律及其在生态系统中的毒性机制,生物体中的生物利用度和生物蓄积性,食物链中的生物放大,以及生态系统分析中的新技术和新方法、跨学科生态毒理学信息的处理方法等。期刊主要研究方向包括:环境化学、生态毒理学、环境修复、风险评估等。

根据科睿唯安发布2023年度期刊引证报告,Environmental Chemistry and Ecotoxicology首个影响因子为9.0,在ENVIRONMENTAL SCIENCESToxicology学科领域均位于Q1区。《2025年中国科学院文献情报中心期刊分区表》正式发布,Environmental Chemistry and Ecotoxicology 荣列大类:环境科学与生态学1Top期刊;小类:ENVIRONMENTAL SCIENCES 环境科学1TOXICOLOGY 毒理学1



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