《Emerging Contaminants》：Decabromodiphenyl ethane disrupts reproduction function and ovarian metabolism in zebrafish (
Danio rerio)
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为阐明新型溴代阻燃剂十溴二苯乙烷（DBDPE）的生殖毒性机制，研究人员以斑马鱼为模型，开展了为期21天的暴露研究。结果发现，高浓度DBDPE可显著降低雌鱼产卵量、性腺指数和血清雌二醇（E2）水平，并导致卵母细胞发育异常、下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴基因表达紊乱以及卵巢内脂质代谢和牛磺酸/谷胱甘肽代谢通路显著扰动。该研究首次揭示了DBDPE通过干扰内分泌调控和卵巢代谢损害鱼类繁殖力的双重作用路径，为评估此类新兴污染物的生态风险提供了重要科学依据。
随着电子电器产品的广泛使用，溴代阻燃剂已成为环境中普遍存在的一类化学物质。由于传统十溴二苯醚（Deca-BDE）因其持久性和毒性受到严格限制，其替代品十溴二苯乙烷（DBDPE）的产量和使用量在全球范围内迅速增长。DBDPE已在多种环境介质和水生生物体内被频繁检出，并且显示出较高的生物蓄积潜力，这引发了人们对它可能给水生生态系统，特别是对鱼类等生物的健康带来潜在威胁的深切担忧。繁殖是种群延续和生态系统稳定的基础，化学污染物对水生生物生殖系统的影响已成为现代环境污染研究的一个焦点。尽管已有研究表明DBDPE可能对鱼类产生有害影响，但其对斑马鱼繁殖能力的具体影响及其背后的分子机制尚不清楚，亟待深入探究。为此，研究人员在《Emerging Contaminants》上发表了一项研究，旨在系统揭示DBDPE对斑马鱼的生殖毒性及其作用机理。
为开展此项研究，作者主要运用了以下几项关键技术方法：使用成年斑马鱼（AB品系）进行了为期21天、不同浓度（0、1、10、100 μg/L）的DBDPE水体暴露实验。通过气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）检测了性腺中DBDPE的蓄积量。采用酶联免疫吸附测定法（ELISA）分析了血清性激素（雌二醇E2和睾酮T）水平。利用苏木精-伊红（H&E）染色和光学显微镜观察进行了卵巢组织病理学分析。通过实时定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）检测了下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴相关基因的转录水平。此外，还运用非靶向代谢组学和脂质组学技术，分别对卵巢组织中的小分子代谢物和脂质物种进行了全面分析。
研究结果
3.1. 性腺中DBDPE含量的测定
在所有暴露组（1、10和100 μg/L）中，DBDPE在斑马鱼卵巢和精巢中的蓄积均呈现浓度依赖性增加。对照组性腺中的DBDPE浓度低于检测限。
3.2. 繁殖力与性腺指数
暴露21天后，100 μg/L DBDPE处理组的雌鱼累计产卵量显著降低。同时，100 μg/L暴露组雌鱼的性腺指数（GSI）也显著下降，而雄鱼的GSI在各处理组中均无显著变化。
3.3. 性激素水平的变化
暴露于100 μg/L DBDPE的雌鱼，其血清E2水平显著低于对照组，而血清T水平无显著变化。雄鱼的E2和T水平均未受DBDPE暴露的显著影响。
3.4. 卵巢组织病理学
卵巢切片检查显示，与对照组相比，100 μg/L DBDPE处理组中晚期卵黄生成期卵母细胞（LVOs）的比例显著降低了15.1%，而核周卵母细胞（POs）的比例则显著增加了13.06%。这表明高浓度DBDPE导致了卵巢发育异常。
3.5. 雌斑马鱼HPG轴基因表达
在脑组织中，100 μg/L处理组的 gnrh3、gnrhr3、gnrhr4、fshβ和 er1基因表达被显著抑制，而 lhβ基因表达在10和100 μg/L组中显著上调。在性腺中，star基因转录在100 μg/L组显著上调，而 er1、lhr和 cyp11a等基因的表达受到抑制。在肝脏中，100 μg/L组的 er1、er2ɑ和 vtg1转录被显著抑制。这些结果表明DBDPE干扰了HPG轴的正常调控。
3.6. 差异代谢物的鉴定与分析
卵巢代谢组学分析共鉴定出65个显著差异表达的代谢物。京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析揭示了三个显著受影响的代谢通路：牛磺酸和亚牛磺酸代谢、谷胱甘肽代谢以及FoxO信号通路。
3.7. 卵巢脂质紊乱
卵巢脂质组学分析共鉴定出2884个脂质物种，其中64个存在显著差异，且绝大多数（63个）为上调。显著改变的脂质主要集中于磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）和神经酰胺（Cer）这几类。
研究结论与讨论
本研究表明，暴露于高浓度（100 μg/L）的DBDPE会显著损害雌性斑马鱼的繁殖能力。其毒性机制主要涉及两个方面：一是通过干扰下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴，破坏了雌激素（特别是E2）的正常合成与分泌。具体表现为相关基因（如 fshβ、lhβ、er1、cyp11a、vtg1等）的表达紊乱，最终导致血清E2水平下降和卵黄蛋白原合成减少。二是通过扰乱卵巢内的代谢稳态，特别是影响了牛磺酸/亚牛磺酸代谢和谷胱甘肽代谢通路，进而引发了显著的脂质代谢紊乱。脂质组学数据显示，作为细胞膜关键组分的磷脂酰胆碱（PC）和磷脂酰乙醇胺（PE），以及与脂肪组织稳态相关的神经酰胺（Cer）发生了异常变化。这些代谢和脂质层面的紊乱，被认为是导致卵母细胞发育延迟（表现为晚期卵母细胞比例减少）的重要内在原因。卵母细胞发育异常直接导致了累计产卵量的显著下降。
综上所述，DBDPE通过干扰内分泌调控和卵巢代谢这两条主要途径，共同导致了斑马鱼雌鱼繁殖力的降低。这项研究首次系统揭示了DBDPE对鱼类生殖毒性双重作用路径，强调了这类新兴污染物对水生生物生殖健康的潜在威胁。研究结果呼吁需要对DBDPE的生产和使用实施更严格的监管，并对其带来的水生生态风险进行全面重新评估。未来的研究有必要在其他水生生物中进一步验证DBDPE的生殖毒性，以获得对其生态风险更全面的认识。
