摘要
4-辛基酚是一种有毒的雌激素类环境污染物，通过多种途径富集到生物体内，威胁水生动物和人类的健康。鲤鱼(Cyprinus carpio)是我国广泛饲养的一种经济淡水鱼类。鱼鳃作为鱼类的呼吸和免疫器官，也是直接与水体中环境污染物接触的器官之一。然而，4-辛基酚对鲤鱼的毒性作用和中毒机理尚不明确。因此，本研究以鲤鱼为试验对象，成功建立鲤鱼4-辛基酚中毒模型。将81条鲤鱼随机分为对照组、溶剂对照组和4-辛基酚组(4-辛基酚浓度为17μg/L)，记录鲤鱼的体长和体重，并在试验的第60天收集鲤鱼的血液和鱼鳃样本，使用全自动生化分析仪检测鲤鱼的血清生化参数。以鱼鳃为目标器官，使用液相色谱-串联质谱检测鱼鳃中4-辛基酚的含量;分别采用苏木精和伊红染色法与透射电子显微镜法观察鱼鳃的组织形态学变化;使用试剂盒检测ATP酶活性、氧化应激指标和炎症指标;经转录组测序后，进一步使用qRT-PCR检测补体、免疫和炎症相关基因的表达，以探究4-辛基酚对鲤鱼的毒性作用和致鱼鳃炎性损伤的分子机理。 主要结果如下: (1)4-辛基酚暴露抑制鲤鱼的生长发育;升高血清ALT、AST、ALP和LDH活性及GLU和CHO含量，降低血清TP、ALB、GLO和CA含量。上述结果表明:4-辛基酚暴露引起鲤鱼组织损伤和免疫力下降，对鲤鱼的健康造成负面影响。 (2)4-辛基酚组的鲤鱼鳃中检测出高于环境浓度数倍的4-辛基酚含量。说明4-辛基酚在鱼鳃中富集，鱼鳃是4-辛基酚发挥毒性作用的靶器官。 (3)4-辛基酚暴露导致鳃丝受损，板层肿胀和炎性增生，鳃小片上多种细胞肿胀，甚至破裂。组织学变化证实4-辛基酚暴露导致鲤鱼鳃炎性损伤。 (4)4-辛基酚暴露降低ATP酶(Na+K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、M92+-ATP酶和Ca2+M92+-ATP酶)活性;抑制抗氧化系统(CAT、GSH-Px、GST、T-SOD和T-AOC活性及GSH含量)并促进氧化系统(H2O2和MDA含量)。上述结果表明:4-辛基酚暴露诱导鲤鱼鳃能量代谢紊乱和氧化应激。 (5)相较于对照组，4-辛基酚暴露造成1605个基因呈现差异表达，其中包括898个上调基因和707个下调基因。KEGG和GO富集分析发现差异表达基因主要参与补体活化、免疫反应和炎症反应等生物途径和功能。 (6)4-辛基酚暴露上调补体相关基因(C3、C3a、C3aR、C5、C5a和C5aRl)的表达，激活C3a/C3aR轴和C5a/C5aR1轴;下调Th1细胞因子(TNF-β和IFN-γ)及Treg细胞因子(TGF-β和IL-10)的表达，上调Th2细胞因子(IL-4和IL-6)及Th17细胞因子(IL-17和IL-21)的表达，引起Th1/Th2细胞失衡和Treg/Th17细胞失衡;增加NO含量和iNOS活性，上调促炎因子(TLR7、NF-κB、CXCL8、COX-2、NOS2b、TNF-α和PGE2)的表达，下调抗炎因子(IκBa)的表达，通过TLR7/IκBα/NF-κB通路诱导炎症反应。上述结果表明:4-辛基酚导致鲤鱼鳃补体活化、免疫抑制和炎症反应。 综上所述，4-辛基酚对鲤鱼的健康状态产生负面影响。能量代谢紊乱、氧化应激、补体活化、免疫抑制和炎症反应参与了4-辛基酚导致鲤鱼鳃炎性损伤的中毒机理。本研究的结果为4-辛基酚毒性作用与机制的研究提供开创性信息和理论支持，为科学评估环境雌激素污染风险提供理论参考。
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