发表期刊：Environmental Science & Technology
发表时间：2021年8月
影响因子：9.028
合作客户：华南师范大学
百趣提供服务：神经递质靶标检测
01 研究背景
1.Se-Met在抗氧化生理上的影响
相比于对照组(C)，中(M：12.16 μg Se/g 干重)和高(H：34.61 μg Se/g 干重)浓度处理组斑马鱼脑组织中总硒累积量升高(图1A)，ROS水平增加，抗氧化酶活性以及相关硒蛋白基因表达量降低(图1B-K)，证明Se-Met导致斑马鱼脑组织抗氧化能力降低。
2.Se-Met对神经元的影响
为了解不同浓度Se-Met对斑马鱼神经元超微结构的影响，使用透射电子显微镜(TEM)进行观察，结果显示：相比于C组，Se-Met导致M和H处理组斑马鱼脑组织线粒体发生肿胀、嵴峭结构断裂，甚至膜破损，基质外溢(图2)。同时，线粒体呼吸链复合物I、II、IV和V的活性在各处理组均显著降低(图3)。此外，过量硒代蛋氨酸也导致脑组织内质网扩张。
通过对斑马鱼脑组织进行神经递质靶标测定，并对筛选出来的41种神经递质及其代谢产物进行分析。结果显示，参与调控多巴胺能(DA)、5-羟色胺能(5-HT)、乙酰胆碱能(Ach)、γ-氨基丁酸能(GABA)和组胺能(HA)信号通路的21种神经递质及其代谢产物受到显著影响(图4)。此外，通过qPCR定量分析发现，参与DA通路调控基因th、dat、drd1、drd2b、drd4、bdnf，5-HT通路调控基因tph、htr1aa、htr2b、mao，GABA 通路调控基因gad1b、gad2以及HA通路调控基因hdc、hrh1的表达也受到了显著影响(图5)。
3.Se-Met对鱼类行为的影响
游泳试验显示C组斑马鱼在烧杯边缘游动频率最高 (图6A)，Se-Met处理组60s总游泳距离较C组短15~60%(图7A)。Y迷宫试验结果显示，M和H处理组斑马鱼更倾向停留在Start臂(图6B、7B)。相比于C组，投喂M和H组含硒饲料60天后，斑马鱼的自由游泳能力和空间认知能力受到显著影响。
03 结论
基于研究结果，本文对斑马鱼大脑和神经递质相关的不良结果途径(AOPs)进行了总结：Se导致的ROS的过量产生可视为分子起始途径(Molecular Initial Event, MIE)，随后的脂质过氧化、粗面内质网扩张、线粒体损伤以及神经递质和相关基因的改变等为关键事件(Key Events, KEs)，鱼类个体行为的改变为不良结果(图8)。Se-Met导致斑马鱼神经行为改变这一AOPs的建立可为评估各类环境污染物对鱼类的生态风险提供科学依据。
文献原文
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