Histone H3K27的乙酰化作用通过slc25a4介导三氯卡班（triclocarban）在斑马鱼（Danio rerio）中引起的跨代发育毒性，这种毒性即使在低于阈值剂量的情况下也会出现

《Environmental Research》：Histone H3K27 acetylation of slc25a4 mediates triclocarban-induced transgenerational developmental toxicity in zebrafish ( Danio rerio) at subthreshold exposure

三氯生（TCC）对斑马鱼早期暴露未表现异常，但导致成体生长抑制及生殖能力下降，且发育缺陷通过F1-F3代跨代传递。RNA-seq和ChIP-PCR分析表明TCC通过上调slc25a4基因及激活线粒体自噬通路，同时组蛋白H3K27ac修饰在slc25a4启动子区显著增强，介导了跨代发育毒性。

　　

常一鸣|苏志坚|江新怡|黄思涵|余佳玲|李展友|刘可可|沙志坚|杨璐|陈晓佳|洪安|张一博|梁旭静|周庆华|王浩

中国广州济南大学第一附属医院麻醉科

摘要

三氯卡班（TCC）广泛用于个人护理产品和医用消毒剂中，在环境和人体中也被频繁检测到。在本研究中，当斑马鱼（F0代）暴露于1、10、100 μg/L的TCC（0-4天龄）时，未观察到异常现象。然而，在成年后，其体长和体重显著下降。同时，精子细胞和晚期卵细胞的数量减少，产卵量也有所降低。未暴露的F1代在早期生命阶段也出现了发育缺陷表型。此外，F2代和F3代仍观察到这些发育缺陷表型。这表明TCC具有跨代发育毒性。RNA-seq结果显示，slc25a4基因在F1-F3代中显著上调，线粒体自噬相关通路被激活。使用羧基阿特拉克托苷（slc25a4的抑制剂）处理后，slc25a4的表达受到抑制，F1-F3代的发育缺陷表型也得到了缓解。此外，hdac5和hdac7在F1-F3代中也下调。ChIP-PCR结果显示，F1-F3代中slc25a4基因启动子区域的H3K27ac水平显著升高。这些结果表明，TCC诱导的slc25a4上调是导致发育缺陷表型的关键因素，而slc25a4的H3K27ac可能介导了发育缺陷表型的跨代传递。本研究为评估环境相关剂量下TCC的健康安全和环境风险提供了新的视角。

引言

“发育起源与健康疾病”（DOHaD）理论认为，早期生命阶段暴露于环境压力会导致个体长期的健康影响（Silveira等人，2007年）。早期生命阶段是各种器官发育和形成的关键时期，对外部环境因素非常敏感。微小的外部因素可能导致不可逆的损害，增加成年后患多种疾病的风险。这种影响有可能影响几代人（Bu等人，2025年；Gluckman等人，2011年；Gluckman和Hanson，2004年；Hales和Barker，1992年；Langley-Evans等人，2010年；Mousseau等人，1998年；Tang等人，2025年；Wu等人，2024年）。已有研究表明，早期生命阶段暴露于环境压力会通过影响表观遗传修饰来介导表型的跨代传递。怀孕小鼠暴露于双酚A（BPA）会导致Fto基因的去甲基化，从而介导肥胖表型的跨代传递（Jung等人，2022年）。目前关于跨代遗传的研究主要集中在亲代（暴露于环境因素后）出现的异常表型是否会影响后代。然而，当亲代暴露于环境因素（但没有出现异常表型）时，这种暴露是否仍会影响其后代？

三氯卡班（TCC）被用作洗涤剂、化妆品、药品和个人护理产品（如肥皂、洗发水等）中的抗菌剂（Halden，2014年；Halden等人，2005年；Liao等人，2014年）。自1998年以来，美国市场对TCC的需求每年超过454,000公斤（Cruz和Barceló，2015年）。由于使用量巨大，这不可避免地导致了与TCC相关的环境污染问题。研究表明，在美国多个污水处理厂的进水样本中检测到的TCC浓度范围为84 ng/L至11.4 μg/L，经过处理后的出水样本中最高浓度可达380 ng/L（Klein等人，2010年；Lawrence等人，2009年；Zhao等人，2010年）。在中国九龙江中，检测到的TCC浓度范围为0.05至14.1 ng/L（Lv等人，2014年）。此外，在美国的几条城市河流中，检测到的最高TCC浓度为6,750 ng/L（Halden等人，2005年）。TCC具有亲脂性，容易在植物、动物和人体中积累，并可通过食物链传递到更高营养级。全球不同水域和土壤中的藻类、蜗牛、蚯蚓和鱼类中检测到的最高TCC浓度分别为0.401 μg/g、0.308 μg/g、52.6 ng/g和692 ng/g（Higgins等人，2009年；Macherius等人，2014年；Vimalkumar等人，2018b）。此外，在年轻人群的血液和尿液中检测到的最高浓度分别为28.8 ng/ml和30.8 ng/ml（Zhang等人，2022年）。女性是个人护理产品的主要消费者，全球不同国家孕妇的血清、脐带血、尿液和羊水中检测到的最高TCC浓度分别为1.6 ng/ml、3.5 ng/ml、5.2 ng/ml和0.09 ng/ml（Aker等人，2019年；Bai等人，2020年；Br?uner等人，2022年；Guilbert等人，2021年；Rolland等人，2020年；Shin等人，2021年；Zhang等人，2023年）。此外，TCC还可以通过母体传递给后代（Enright等人，2014年；Enright等人，2017年）。

目前，关于TCC的环境风险和人类健康的研究主要集中在：1）对成年的直接影响。例如，暴露于TCC的成年斑马鱼和小鼠会出现肠道损伤、肠道微生物紊乱和焦虑行为（Song等人，2024a；Song等人，2024b；Song等人，2022年；Wang等人，2024年；Zhang等人，2021年）。2）怀孕期间暴露对后代（F1代）的影响。暴露于TCC的怀孕小鼠和大鼠会导致后代DNA甲基化和组蛋白甲基化改变、脂质代谢异常以及存活率降低（Ding等人，2020年；Ding等人，2023年；Enright等人，2017年；Kennedy，2016年）。3）对早期生命阶段的直接影响（出现异常表型）。斑马鱼胚胎暴露于TCC会导致免疫功能缺陷、黑色素合成抑制、行为和眼部结构异常等（Caioni等人，2021年；Caioni等人，2023年；Chen等人，2021年；Wang等人，2023年；Wei等人，2018年）。然而，之前的研究并未探讨TCC的长期影响（尤其是是否存在跨代效应），特别是在早期生命阶段（敏感时期）的暴露。因此，TCC对早期生命阶段的长期风险可能被忽视了。

我们的目标是研究早期生命阶段暴露于无观察效应浓度（NOEC）相关剂量的TCC对其成年期和后代发育的影响。结合转录组学分析，我们研究了导致后代发育缺陷的关键基因以及可能介导后代发育缺陷表型跨代传递的重要表观遗传修饰酶。本研究的结果进一步细化了TCC对环境安全和人类健康的风险评估，也为评估其他污染物的风险提供了新的视角。

部分摘录

化学物质与斑马鱼

TCC购自北京Solarbio科技有限公司（中国北京）。羧基阿特拉克托苷（CATR，CAS：77228-71-8，纯度98%）购自Aladdin Reagent。

成年斑马鱼（野生型AB品系）购自武汉斑马鱼资源中心。培养和维护条件以及胚胎获取方法与我们之前报道的相同（Chang等人，2023年）。当前研究中的所有实验均获得了批准

早期生命阶段暴露于TCC引起的跨代效应

为了研究实验浓度水平的TCC对早期生命阶段斑马鱼的即时影响，在2-96小时龄期间测量了生长和发育指标。结果表明，NOEC相关剂量的TCC对早期生命阶段的斑马鱼没有显著影响（图S2A–B）。

为了进一步探讨早期生命阶段斑马鱼暴露于TCC的长期影响，在成年期和早期阶段检查了其生长和发育情况

讨论

首先，我们探讨了NOEC相关剂量下TCC对早期生命阶段斑马鱼的即时影响。结果表明，TCC对早期生命阶段的斑马鱼的多个生长和发育指标没有显著影响（图S2A–B）。这与已有的研究结果一致（Shi等人，2019年）。不同之处在于，早期生命阶段暴露于NOEC相关剂量的TCC会导致成年后体长和体重下降，以及LO、ST和产卵量减少

CRediT作者贡献声明

李展友：可视化、研究。刘可可：可视化、方法学。沙志坚：方法学、数据管理。洪安：概念构思。张一博：研究、数据分析、数据管理。常一鸣：写作——审稿与编辑、可视化、概念构思。杨璐：方法学、数据管理。陈晓佳：概念构思。黄思涵：方法学、数据分析、数据管理。王浩：可视化、方法学、研究、数据分析、数据管理。

未引用的参考文献

de Rooij等人，2007年；De Rooij等人，2006年；Halden和Paull，2005年；Langley-Evans和McMullen，2010年；Liao和Kannan，2014年；Mousseau和Fox，1998年；Painter等人，2005年；Ravelli等人，1976年；Roseboom等人，2001年。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（编号：82470622、82273833、82173729）、广东省基础与应用基础研究基金（编号：2024A1515030168）、广东省重点研发项目（编号：2022B111070007）、广州市科技项目（编号：2021221007）以及广州市科技规划项目（编号：2024A03J1035）的支持。