受伤的斑马鱼

被污染的海洋，图片来源于百度图片

当你还怀着童年的天真烂漫心，信步于海畔时，却发现幻想中的美人鱼并不存在，有的只是倾倒于海里的斑斓污水，有的只是漂浮于海面的生活垃圾，有的只是直插云霄的黑色烟柱，有的只是飘零而过的灰色海鸥。当天上悬挂一轮寂寞时，怕是有“鲛人在岸，对月流珠”的场景引人顿足垂泪。

风景有好有坏，但可以通过人力使之改观。面对一片备受摧残的海洋，我们需要齐心合力，源头、表面两手抓。

说起来容易做起来难，如何“医治好”海中的鱼贝虾蟹就够人头疼，因为这涉及很复杂的生理、毒理和生化机制。不如，小而化之，以毒理学实验的宠儿——斑马鱼为例，探讨一下，化学污染物对其鱼鳍发育的影响。

形态发育

鱼的结构，图片来源于百度图片

鱼鳔是一个充满气体的囊状结构，位于肠道的背部。对于当前生存的大多数有鳔鱼类，鳔是有助于保持流体静力平衡、无呼吸功能的器官。

斑马鱼属于管鳔类有鳔鱼，其成鱼阶段具有连接肠道和鳔的鳔管，鳔管前部靠近头的部分为前鳔(anteriorchamber)，后部连接的为后鳔(posteriorchamber)。斑马鱼鱼鳔发育是先在胚胎发育阶段形成后鳔，而后在幼鱼阶段形成前鳔。后鳔的发育可划分为3个阶段:出芽阶段(buddingphase，36-65hpf，hourspostfertilization)，增长/伸长阶段(growth/elongationphase，65-96hpf)，以及充气阶段(inflationphase，96-hpf)。出芽阶段主要是指前肠部位上皮细胞向背部突出形成鳔芽。增长/伸长阶段主要是指鳔芽增长并伸长形成气动管，末端发育形成后鳔，然后发育形成3个组织层，从内到外依次为:(内)上皮层，间质层和(外)间皮层。后鳔的充气阶段主要通过仔鱼上浮到气液面吞咽空气来完成。

分子机制

鳔的生长发育受hedgehog(Hh)和Wnt通路调控，这2个信号通路在脊椎动物发育调控中高度保守。在鳔发育初期，Wnt/β-catenin信号通路参与调控由前肠内胚层向肝脏、胰腺和鳔的发育过程，敲降wnt2或wnt2bb均能够导致鱼鳔发育不全，这2个配体同时存在是鳔正常发育的必要条件。通过抑制Wnt信号传导，发现鱼鳔发育和分化均受到抑制，其部分原因是各组织层的细胞（这些细胞表达Wnt通路的相关因子）增殖受阻和凋亡增加。

Hh信号通路可表达鱼鳔上皮、间质层细胞生长和平滑肌细胞分化所必须的调控因子。

效应研究

无论是除草剂、二嗪农、多菌灵、菊酯类等农药，还是抗生素类化合物，都能够引起鱼鳔异常。例如，研究酰胺类除草剂(甲草胺等)和农药表面活性剂(农乳等)对斑马鱼胚胎发育的毒性效应，均发现游囊(即鳔)关闭现象，即后鳔表现为不充气状态。

常见环境有机类污染物、化工原料等也能够引起鱼鳔不充气或发育缺陷。双酚A(≥μg/L)暴露能够导致斑马鱼仔鱼心包水肿、颅面部发育异常、后鳔不充气和触碰反应迟钝等。

重金属暴露也能够干扰鱼鳔的正常发育或充气。

机制研究

斑马鱼芳香烃受体(zebrafisharylhydrocarbonreceptor2，zfAHR2)能够介导2，3，7，8-四氯二苯并-p-二恶英(TCDD)产生心包、卵黄囊和脑膜水肿，以及下颌发育短小和后鳔不充气等发育毒性。3，3＇，4，4＇，5-五氯联苯(PCB)同样能够通过zfAHR2介导产生鳔毒性，导致后鳔鳔壁变薄，组织细胞发育异常，从而阻碍了后鳔的发育和充气。

较高浓度的全氟辛烷磺酸(PFOS，≥16μmol/L)通过干扰多个胚胎发育相关分子调控途径来影响后鳔和肠道发育，致使后鳔不充气，组织病理学结果显示出一定程度的病变;暴露产生的活性氧簇（reactiveoxygenspecies，ROS)引起了II相酶(phaseIIdetoxificationenzymes)和nuclearfactorerythroid2relatedfactor(nrf2)信号通路中某些基因表达变化，从而揭示了氧化应激(oxidativestress)很可能在PFOS暴露导致的发育毒性中起重要作用。

不论是农药、水产用药、抗生素，还是典型有机类污染物、重金属等，均对鱼鳔的正常发育或充气具有潜在威胁。这说明水环境中存在诸多能够引起鱼鳔异常的危险因素。然而，评价化学污染物等引起鱼鳔异常的毒理学研究尚处于起步阶段，仍然存在诸多问题亟需解决。因此，当前急需充分挖掘和利用现有鱼类动物模型，来积极开展鱼鳔毒理学研究。

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