● 摘要
对羟基苯甲酸酯是一类由对羟基苯甲酸与醇酯化形成的酯类化合物,包括对羟基苯甲酸甲酯(methylparaben,MP)、乙酯(ethylparaben,EP)、丙酯(propylparaben,PP)、异丙酯(isopropylparaben,iPP)、丁酯(butylparaben,BP)、异丁酯(isobutylparaben,iBP)、苄酯(benzylparaben,BeP)。由于其抗菌谱广,化学稳定性好,生产成本低等特点,作为防腐抗菌剂被广泛应用于食品、药品、化妆品及工业制品。然而近年来研究表明该类物质具有雌激素活性或内分泌干扰特性,并具有潜在致癌风险。
本研究选取黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)Canton-S品系为实验对象,研究对羟基苯甲酸乙酯对果蝇羽化前生长发育影响。从卵开始,到羽化前都暴露在含3种不同浓度EP(0.03 %、0.07 %、0.10 %)培养基中。在生理水平上,检测果蝇经口暴露不同浓度EP后,其卵-蛹、蛹-成蝇发育时间,结蛹率、羽化率,个体大小,雌雄比和繁殖力。在分子水平上,运用荧光实时定量PCR检测果蝇幼虫在不同EP浓度暴露2 d、3 d、4 d后5个与变态发育相关基因(Met、Gce、EcR、Kr-h1、Br)表达情况,以及运用酶联免疫(ELISA)分析方法从第2天开始到羽化前,每天检测幼虫和羽化前蛹体内保幼激素和蜕皮激素含量变化。主要研究结果:
1. 黑腹果蝇经EP全龄期暴露后,低浓度EP组(0.03 %)发育周期略有缩短,但与对照组相比无显著差异,0.07 %和0.10 %暴露组果蝇发育周期显著延长。但各暴露组果蝇结蛹率和羽化率与对照组相比均无显著差异。
2. 从卵开始经不同浓度EP暴露2 d、3 d、4 d、5 d,应用ImageJ软件分析不同时间各暴露组果蝇幼虫及羽化前蛹的面积,研究EP对果蝇个体大小的影响。结果显示,0.07 %和0.10 % EP组不同时间幼虫和羽化前蛹的面积极显著地小于对照组(p<0.01),而0.03 % EP组果蝇幼虫面积略大于对照组,但差异不显著。
3. 经不同EP浓度暴露后羽化出的成蝇,雌雄比接近1,但其产卵量与对照组相比均显著下降,随着浓度升高产卵量逐渐下降,呈现出剂量依赖效应,表明幼虫经EP暴露后,羽化出的成蝇繁殖力降低。
4. 荧光实时定量PCR结果显示,与对照组相比,各暴露组果蝇幼虫EcR基因表达均呈上调趋势,而其他基因表达波动性较大。从整个暴露时间看,果蝇幼虫Met和Gce基因随暴露时间呈先下调后上调再下调的变化过程。Kr-h1基因在2 d、3 d时上调,4 d时下调。Br基因的表达在2 d时未检测到,3 d时0.03 %EP组显著上调,0.07 %和0.10 %EP组显著下调,4 d时0.03 %和0.07 %EP组显著上调,而0.10 %组显著下调。
5. 从第2天开始每天检测各实验组的幼虫、以及直到羽化前的蛹体内保幼激素和蜕皮激素含量,结果显示,各暴露组果蝇幼虫、蛹体内保幼激素和蜕皮激素含量均低于对照组,并且蜕皮激素峰值出现的时间有所推迟。
综合各项研究分析表明,一定浓度的EP会延长黑腹果蝇幼虫发育周期、减小其个体大小、减弱其繁殖力、紊乱发育相关基因的正常表达及降低体内保幼激素和蜕皮激素含量。而以上这些过程受各种激素通路的严格调控,说明EP通过干扰果蝇内分泌而影响其正常的生长发育、基因表达及激素合成分泌。本研究也为对羟基苯甲酸酯对无脊柱动物影响及其安全性评价提供一些毒理学实验数据。