氯酚及其衍生物在农业和工业领域被广泛应用,因此作为环境污染物广泛存在于水、土壤和空气中(Igbinosa et al., 2013; Dai et al., 2021)。典型的例子包括2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D,一种全球使用的除草剂)和三氯生(TCS,一种常用于个人护理产品的抗菌剂)(Zhang et al., 2018; Magnoli et al., 2020; Martins et al., 2025)。
氯酚在环境中释放后,会通过生物(如细菌和/或真菌代谢)和非生物(如光解、热分解)过程降解,生成与其母体化合物具有不同理化和毒理特性的代谢物(Canosa et al., 2005; Magnoli et al., 2020)。
其中,2,4-二氯酚(2,4-DCP)被认为是水生生态系统中含量最丰富的氯酚之一,可来源于2,4-D和三氯生的降解(Ma et al., 2012; Park & Kim, 2018; Hu et al., 2022)。由于其毒性和持久性,2,4-DCP被中国和美国的监管机构列为优先污染物(USEPA, 1979; Liu et al., 2018; Magnoli et al., 2020; Zhang et al., 2020)。
2,4-DCP的环境问题在于其对非目标生物的毒性作用。在斑马鱼(Danio rerio)胚胎和幼体中,暴露于2,4-DCP会导致发育毒性(Zhang et al., 2018; Dai et al., 2021; Tsukazawa et al., 2022)。Tsukazawa等人(2022)表明,2,4-DCP会导致斑马鱼胚胎畸形,同时引发氧化应激、脂质积累以及pparα、aco和gpx等关键基因的表达减少。此外,Zhang等人(2018)报告称2,4-DCP会增加胚胎死亡率并延迟孵化。Hu等人(2022)还发现2,4-DCP具有内分泌干扰作用,会干扰斑马鱼幼体的雌性化过程,增加原始生殖细胞(PGCs)的数量。
尽管研究活动不断增加,但在斑马鱼中对2,4-DCP毒性的认识仍有许多不足之处,特别是形态学、生物化学和分子反应的综合研究。例如,早期发育阶段的畸形需要进一步详细研究,因为这些变化可能揭示受损的生物系统(Von Hellfeld et al., 2020; Juan-Garcia et al., 2020; De Oliveira et al., 2023)。例如,卵黄囊吸收障碍和乳酸脱氢酶(LDH)活性改变表明代谢紊乱(Miyares et al., 2014; Yang et al., 2017; Martins et al., 2021),而自发尾动能力和乙酰胆碱酯酶活性的变化则提示神经毒性及神经传递受损(Ton et al., 2006; Gonzáles-Fraga et al., 2019; Gaaied et al., 2020)。此外,活性氧(ROS)水平和抗氧化系统的变化有助于了解氧化还原平衡(Tsukazawa et al., 2022)。
因此,详细研究2,4-DCP引起的畸形及其相关的生物化学变化对于深入理解其发育毒性至关重要。本研究旨在解决这些问题,因为以往的研究并未专门针对这些方面(Zhang et al., 2018; Tsukazawa et al., 2022; Hu et al., 2022)。
此外,尽管已有研究报道了2,4-DCP在斑马鱼中的多种毒性效应,但具体的分子靶标和通路仍不完全清楚,需要进一步研究。在这方面,网络毒理学和分子对接为阐明这些机制提供了有价值的工具(Souza et al., 2023; Huang, 2023)。网络毒理学整合了多种数据源,构建化学物质与其生物靶标之间的相互作用网络,从而系统地探讨多靶点分子机制(Huang, 2023)。分子对接通过预测化合物与靶蛋白的结合亲和力,提供了关于它们相互作用的详细信息(Souza et al., 2023; Huang, 2023; Martins et al., 2025)。此外, identified的通路和靶标可以通过in vivo实验(包括RT-qPCR分析)进一步验证。
因此,本研究还旨在利用网络毒理学、分子对接和基因表达分析来识别潜在的分子靶标和通路。这种综合方法有助于将生物体层面的效应与分子机制联系起来,从而更全面地理解2,4-DCP引起的发育毒性。