• 文章导读

三丁基锡 (Tributyltin, TBT) 虽因毒性已被全球禁用，但在中国水体中仍广泛残留 (0.5~977 ng/L)，对水生生物造成生殖干扰、发育畸形、内分泌紊乱及神经毒性等多重危害。然而，其神经毒性的分子机制尚不明确，亟需深入研究以完善风险管控。近日，南京理工大学的研究团队在 Metabolites 期刊上发表了一项研究成果。他们通过一种整合策略，结合组织病理学检查、代谢组学分析、转录谱分析和行为学检测，系统研究了TBT在斑马鱼中诱导神经毒性的综合分子机制。TBT暴露可显著损伤斑马鱼脑组织结构，严重干扰细胞能量代谢，同时，SNARE复合体蛋白与神经递质转运体的广泛下调表明突触功能全面受损。该成果对于理解、预防和治疗有机锡污染物所致的海洋生物神经毒性具有重要意义。

图1. 图形摘要

• 研究过程与结果

研究背景：TBT的神经毒性机制亟待阐明与生态风险的挑战

TBT是一种曾广泛用于杀生物剂、木材防腐和船舶防污涂料的有机锡化合物。尽管因毒性在2008年被全面禁止使用，然而，TBT在中国水体中浓度仍高达0.5~977 ng/L。已有研究证实，TBT可干扰软体动物和鱼类的性行为、生殖功能、激素水平及性腺发育，并引发神经毒性、发育畸形、内分泌紊乱和胚胎损伤等多种不良效应。尽管如此，TBT诱发神经毒性的具体分子机制尚不明确，亟需深入研究以支撑更科学的风险评估与环境管理策略。

研究过程：多维度解析三丁基锡对斑马鱼的神经毒性机制

本研究将斑马鱼暴露于环境相关浓度的三丁基锡 (TBT，20~500 ng/L) 7天，结合行为学测试、脑组织病理学、LC-MS非靶向代谢组学、qRT-PCR及抗氧化酶活性检测，系统评估其神经毒性。通过XCMS处理代谢数据，以VIP > 1.0和p < 0.05筛选差异代谢物，并利用CePa整合KEGG、Reactome等数据库进行通路富集；同时检测突触与神经递质相关基因表达及多巴胺水平。结果经ANOVA与Dunnett检验分析，从多维度揭示TBT诱导神经毒性的分子机制。

研究结果：TBT通过代谢紊乱与突触功能障碍诱导神经毒性

7天TBT暴露引起斑马鱼脑组织呈浓度依赖性的病理损伤。对照组及20 ng/L组脑结构完整，神经元密度正常；100 ng/L组出现核肿胀、细胞密度下降和中度空泡化；500 ng/L组损伤最严重，表现为显著空泡化和神经元大量丢失，提示明显组织萎缩。

图2. TBT暴露7天后斑马鱼脑组织的组织病理学分析。

TBT暴露呈时间与浓度依赖性损害斑马鱼运动行为，500 ng/L组在7天后出现全面运动能力下降；且所有TBT处理组 (20~500 ng/L) 均丧失光暗转换中的正常光响应，表明其运动与感觉功能受损。

图3. TBT暴露7天后斑马鱼脑组织的行为学分析。

LC-MS代谢组分析鉴定出57种受TBT显著扰动的代谢物，通路富集显示其主要涉及能量代谢 (糖酵解、TCA循环、支链氨基酸代谢)、神经递质代谢 (色氨酸/5-羟色胺/褪黑素通路)、核苷酸代谢 (嘌呤与嘧啶代谢) 以及尿素循环和磷脂代谢/甲基化等关键通路。

图4. 热图展示了在TBT处理下，不同代谢通路中差异代谢物丰度的变化情况。

Reactome通路分析表明TBT暴露显著扰乱多种神经递质通路，qRT-PCR验证进一步表明，与神经递质合成代谢 (如GLS、GAD1、CHAT)、转运摄取 (如SLC18A2、SLC1A2)、突触结构与传递 (如VAMP2、SNAP25a) 及囊泡运输 (如TSPOAP1、CLTA) 相关的关键基因均呈剂量依赖性下调。

图5. TBT诱导的神经递质系统改变的Reactome通路分析。

• 研究总结

本研究揭示TBT神经毒性源于能量代谢紊乱，继而引发氧化应激、核苷酸代谢失调及神经递质与突触功能障碍，形成自我放大的神经损伤循环，并最终导致行为异常；该机制不仅深化了对TBT毒性的认识，也提示潜在干预靶点，同时警示需持续关注此类持久性污染物的生态风险。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/2218-1989/16/2/105

• Metabolites 期刊介绍

主编：Amedeo Lonardo, Azienda Ospedaliero-Universitaria, Italy

期刊致力于为研究代谢物与代谢相关的学者提供一个快速发表的平台，内容涵盖代谢组学、代谢生物化学、计算和系统生物学、生物技术和医学领域相关的代谢物以及代谢方面的研究。期刊在JCR数据库中位于Biochemistry and Molecular Biology分区Q2，5-Year Impact Factor为4.1。 

2024 Impact Factor：3.7

2024 CiteScore：6.9

Time to First Decision：16.7 Days

Acceptance to Publication：3.6 Days

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/metabolites