十溴二苯乙烷（DBDPE）在成年斑马鱼（Danio rerio）体内的组织吸收、分布、排泄及神经毒性

《Aquatic Toxicology》：Tissue uptake, distribution, elimination and neurotoxicity of decabromodiphenyl ethane (DBDPE) in adult zebrafish ( Danio Rerio)

DBDPE在斑马鱼脑组织富集且呈现性别差异，慢性暴露导致社会行为异常，机制涉及神经递质稳态紊乱和CNS基因表达上调，为生态风险评估提供依据。

　　

王晓晨|傅凯宇|华江环|李明亮|谭玲芝|杨丽华|韩健|谢伟民|周炳生

中国生态环境部长江流域生态环境管理局长江流域生态环境监测与科学研究中心，武汉430010

摘要

十溴二苯乙烷（DBDPE）是一种新型溴化阻燃剂，已在多种环境介质中被广泛检测到，并表现出显著的生物累积潜力。本研究首先利用毒代动力学模型分析了DBDPE在斑马鱼组织中的分布特征。结果表明，DBDPE优先在脑部积累，其浓度顺序为脑部 > 肝脏 > 生殖腺，这表明存在潜在的神经毒性风险。进一步的研究表明，长期暴露于环境相关浓度的DBDPE的斑马鱼表现出异常的社会行为。分子分析表明，这种神经行为毒性可能与DBDPE诱导的神经递质稳态紊乱和中枢神经系统基因表达上调有关。值得注意的是，雌性斑马鱼对DBDPE的神经毒性作用更为敏感。这些发现不仅阐明了DBDPE的组织特异性累积特征，还揭示了其性别依赖性的神经毒性差异，从而为该污染物的生态风险评估提供了重要的科学依据。

引言

多溴二苯醚（PBDEs）作为典型的溴化阻燃剂（BFRs），因其持久性、生物累积性和毒性而被归类为持久性有机污染物（POPs）（Jiang等人，2024年）。在全球范围内淘汰PBDEs后，新型溴化阻燃剂（NBFRs）成为替代品。其中，十溴二苯乙烷（DBDPE）已成为中国使用最广泛的NBFRs之一，其市场份额超过了PBDEs（Shi等人，2018b；Xiong等人，2019；Zhen等人，2016）。自2005年国内开始生产以来，DBDPE的产量从2006年的12千吨增加到2014年的35.58千吨。预计到2026年，中国将出口100千吨DBDPE（Shen等人，2019）。因此，随着生产和使用的增加，DBDPE已成为一种普遍存在的环境污染物。DBDPE已在多种环境介质中被检测到，包括空气（0.11 - 100 pg/m3）、土壤（384 ng/g dw）和水（9.1 - 90 ng/L）（McGrath等人，2017；Zeng等人，2011；Zhang等人，2019）。此外，在职业暴露人群的血清中测得DBDPE的含量高达4100 ng/g lw，在普通人群的母乳中测得含量为5.96 ng/g lw（Chen等人，2019a；Chen等人，2019b）。因此，深入研究DBDPE的毒性效应和潜在风险至关重要。

研究化学物质在生物体内的生物累积和动力学行为（组织吸收和消除）对于评估其真正的环境和健康风险至关重要。了解这些过程有助于预测驱动目标组织毒性的内剂量，识别脆弱器官，通过消除率揭示持久性，并将环境水平与内部负担和不良影响联系起来（Stadnicka等人，2012；van der Oost等人，2003）。特别是污染物在生物体内的性别依赖性累积受到了广泛关注。多溴二苯醚（PBDEs）可以通过胎盘和母乳从母亲传递给后代，或者通过卵子传递给鱼类后代（McNabb-Kelada等人，2025）。例如，大鼠F1代雄性后代的胎盘中的三苯基磷酸酯（TPHP）水平是雌性的五倍以上（Baldwin等人，2017）。这种差异性累积可能进一步导致性别依赖性的毒性效应（Zhong等人，2023）。例如，雌性斑马鱼大脑中的TDCIPP积累量比雄性高17.7倍以上，这可能解释了雌性表现出类似焦虑的行为而雄性没有（Li等人，2020；Zhu等人，2019）。

作为一种高度亲脂性的化合物，DBDPE与其前体BDE209具有结构相似性，在各种生物体内表现出显著的生物累积。在电子废物处理场附近的鸡体内，DBDPE主要在肾脏和卵巢中积累，在脑部也发现了较高水平（Zheng等人，2015）。在大鼠口服暴露90天后，DBDPE在肝脏、肾脏和脂肪组织中被检测到（Wang等人，2010）。在模拟的淡水系统中，DBDPE在底栖生物体内积累并通过食物链传递，生物浓缩因子为2.94–4.96 L/kg（Zhou等人，2023）。在土壤中，微塑料的共暴露使蚯蚓体内的DBDPE积累量增加了2.61倍（Fu等人，2023）。此外，研究表明，在28天的暴露期间，DBDPE在雌性斑马鱼的大脑中优先积累，而肝脏和生殖腺中的积累较少，导致神经毒性效应表现为运动行为紊乱（Sun等人，2022）。这些发现表明，DBDPE的组织分布模式可能因不同生物体和性别而异。然而，目前关于DBDPE的研究主要集中在哺乳动物模型或环境监测上，对其在水生生物体内的毒代动力学和性别特异性神经毒性研究不足。

鉴于目前缺乏关于DBDPE在水生生物体内的毒代动力学和毒性效应的研究，本研究的主要目标是：（1）研究成年斑马鱼组织中DBDPE的生物累积和消除动力学，特别关注性别差异；（2）评估DBDPE在斑马鱼中的性别依赖性神经毒性效应。从而，本研究将为全面了解与DBDPE相关的生态和环境风险提供科学基础。

试剂

十溴二苯乙烷（DBDPE；CAS#84852-53-9；纯度 >96%）购自东京化学工业株式会社（日本东京）。甲磺酸（MS-222）和二甲基亚砜（DMSO）购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。用于化学分析的DBDPE标准品购自AccuStandard（美国康涅狄格州纽黑文）。神经递质包括γ-氨基丁酸（GABA；纯度 >99.0%）、胆碱（纯度 >97.0%）、多巴胺（DA；纯度 >98.5%）、去甲肾上腺素（NE；纯度 >99.0%）等。

暴露水中DBDPE的浓度

在T₀时，10 nM和100 nM暴露组中DBDPE的实际浓度分别为4.94 nM和32.50 nM。在T₂₄时，DBDPE的浓度分别为3.80 nM和25.24 nM（图1）。与T₀相比，24小时后暴露浓度略有下降，表明DBDPE在暴露溶液中保持稳定。在对照组中，DBDPE浓度低于检测限。

结论

本研究系统地阐明了DBDPE在斑马鱼中的毒代动力学特征和神经毒性机制。毒代动力学分析显示，DBDPE在斑马鱼组织中主要在脑部积累，浓度分布顺序为：脑部（雌性1927.72 ng/g dw，雄性2347.50 ng/g dw）> 肝脏 > 生殖腺，表明存在潜在的神经毒性风险。消除实验表明，雄性斑马鱼的消除能力明显更强。

作者贡献声明

王晓晨：撰写——初稿、审阅与编辑、数据可视化、资金获取、概念构思。傅凯宇：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、数据可视化、数据管理、概念构思。华江环：撰写——审阅与编辑、数据可视化、数据管理。李明亮：方法学研究、验证。谭玲芝：监督、概念构思。杨丽华：撰写——审阅与编辑。韩健：撰写——审阅与编辑、监督。

数据可用性

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作者贡献声明

王晓晨：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、数据可视化、资金获取、数据管理、概念构思。傅凯宇：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、数据可视化、数据管理、概念构思。华江环：撰写——审阅与编辑、数据可视化、数据管理。李明亮：方法学研究、验证。谭玲芝：监督、概念构思。杨丽华：撰写——审阅与编辑。韩健：撰写——审阅与编辑、监督。