《Journal of Environmental Sciences》：Avermectin induces developmental toxicity and immunotoxicity in zebrafish larvae
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阿维菌素诱导斑马鱼幼鱼发育畸形和免疫抑制，通过激活TLR4/NF-κB通路及上调NO、TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子，导致免疫细胞减少和过度炎症反应，转录组分析发现1085个差异基因。
王伟国|李守琳|严大伟|沙云飞|徐文平|程蛟高|李忠|陶立明|张阳
中国华东科技大学药学院化学生物学重点实验室，上海200237
摘要
阿维菌素在农业和畜牧业中已被广泛使用数十年，其相关的环境问题日益引起人们对安全性的担忧。本研究探讨了阿维菌素对斑马鱼幼体的发育和免疫毒性的影响及其潜在机制。结果表明，暴露于0.15–0.60 μg/mL的阿维菌素72小时后，斑马鱼幼体会出现发育畸形，包括心率下降、脊柱弯曲和水肿。同时，中性粒细胞、T细胞和巨噬细胞等免疫细胞的数量也显著减少。在分子水平上，阿维菌素上调了一氧化氮（NO）和炎症细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）的水平，并激活了TLR4/MyD88/NF-κB炎症信号通路。转录组分析发现了1085个差异表达基因，KEGG富集分析表明，补体和凝血级联反应、IL-17信号通路以及Toll样受体信号通路可能共同介导了免疫毒性。总之，阿维菌素通过引发过度炎症反应和免疫抑制导致斑马鱼幼体出现多种毒性损伤。
引言
阿维菌素已在农业和畜牧业中应用了数十年。其主要成分B1用于治疗牲畜和家禽的线虫感染、寄生虫和其它节肢动物侵害（Xu等人，2020；Lumaret等人，2012）。作为兽医药物用于对抗动物体内的内外寄生虫时，大部分未代谢的阿维菌素会通过粪便排入生态环境（de Souza和Guimar?es，2022；Halley等人，1993）。长期依赖阿维菌素进行害虫控制可能导致害虫产生抗药性（Herron等人，2021；Sun等人，2023；Zhao等人，2023），这进一步降低了阿维菌素的效果，需要增加剂量或使用替代农药（Leibovich和Gish，2022）。最终，这加剧了农药残留和环境污染问题。目前，与阿维菌素相关的环境和食品安全问题已受到广泛关注。
免疫系统是生物体抵御病原体入侵的第一道防线。它通过识别和消除病原体来保护宿主，抑制肿瘤形成，并在发育和各种生理过程中（如炎症反应和组织修复）发挥关键作用。鱼类的免疫系统依赖于先天免疫和适应性免疫之间的协同作用，形成多层次的防御机制（Mokhtar和Abdelhafez，2021）。先天免疫是固有的，主要由三个部分组成：物理屏障、免疫细胞（如巨噬细胞和中性粒细胞）和蛋白质分子。适应性免疫主要由产生特异性抗体的B淋巴细胞以及介导细胞免疫的T淋巴细胞组成。
斑马鱼的免疫系统与人类相对保守（Howe等人，2013），其先天免疫和适应性免疫的功能和分子机制与人类非常相似（Traver等人，2003）。斑马鱼的早期免疫系统由巨噬细胞和中性粒细胞构成（Novoa和Figueras，2012），其T细胞和胸腺细胞与哺乳动物高度相似（Lam等人，2002）。当斑马鱼的免疫系统功能受损或失调时，其免疫防御机制会出现显著异常，从而导致一系列免疫相关疾病（Langenau等人，2005）。因此，评估阿维菌素对斑马鱼免疫系统的影响将有助于更全面地了解其安全性。
本研究重点关注阿维菌素暴露对斑马鱼幼体发育和免疫系统的影响，特别关注发育形态、免疫细胞发育和炎症反应。此外，将利用转录组分析来研究阿维菌素诱导的免疫毒性的机制，并测量相关基因的表达水平以进行验证。本研究的目的是补充有关阿维菌素对非目标生物体免疫系统影响的毒理学数据，为其安全使用和风险管理提供科学依据。
研究片段
斑马鱼培养和阿维菌素暴露
成年野生型AB品系斑马鱼以及< />阿维菌素改变斑马鱼幼体的形态和心率
实验数据显示，水样中阿维菌素的回收率稳定在85.6%–93.5%之间（附录A 表S2），测量浓度与理论制备浓度之间的相对偏差始终控制在20%以内。根据OECD测试指南的质量控制要求，当回收率在80%–120%范围内时，理论浓度可以被视为有效的代表值。讨论
阿维菌素是一种广谱杀虫剂，其广泛使用导致了抗药性的增加，对环境中的非目标生物体构成了威胁。鉴于免疫系统是生物体健康的核心屏障，评估其潜在的免疫毒性至关重要。由于斑马鱼的免疫系统与哺乳动物高度保守，因此它是评估阿维菌素免疫毒性的理想模型（Brito等人，2022）。初步实验发现……
结论
本研究揭示了阿维菌素对斑马鱼幼体的发育和免疫毒性影响，并探讨了其潜在的分子机制。在发育方面，阿维菌素暴露导致了多种形态畸形，包括心率显著下降、脊柱弯曲、心包水肿、卵黄囊水肿和 swim bladder 异常，表明对早期发育有严重的不良影响。在免疫系统功能方面，研究证实……
CRediT作者贡献声明
王伟国：撰写初稿、软件使用、方法设计、数据分析、数据管理。李守琳：方法设计、实验实施、数据分析、数据管理。严大伟：资源获取、方法设计、数据分析。沙云飞：资源获取、方法设计。徐文平：指导、资源提供、数据分析。程蛟高：数据可视化、指导、资源提供。李忠：数据可视化、指导、资源提供。陶立明：指导、资源提供、数据分析。张阳：撰写、审稿
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的研究结果。
致谢
本研究得到了贵州省教育厅绿色农药重点实验室和绿色农药与农业生物工程重点实验室的财政支持（编号SKL-GPL-KF-202404）。
