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聚苯乙烯奈米塑膠對斑馬魚 (Danio rerio) 胚胎的影響
(2022) 甘富信; Kantha, Phunsin
塑料是日常生活中使用最廣泛的材料，疏忽的垃圾管理導致環境中的數量不斷增加。值得注意的是，納米塑料（NPs; 直徑從 5 到 100 納米的微小塑料碎片）難以追踪，並已成為 21 世紀的主要污染源。聚苯乙烯 (PS) 是環境中最普遍的納米塑料之一。在實驗室中，PS-NPs 已被證明可以穿透皮膚並積聚在魚胚胎的器官中。然而，人們對 PS-NPs 對魚胚胎皮膚功能（如離子調節和側線感覺）的潛在影響知之甚少。在本研究中，斑馬魚胚胎被用作動物模型來探索 PS-NPs 可能對魚胚胎造成的毒性作用。在本研究的第一部分，斑馬魚胚胎暴露於三種不同大小的 PS-NP（25、75 和 200 nm）中 96 小時或 120 小時。分析了幾類毒性終點，包括發育形態（體長、身體彎曲、體節長度、眼睛大小、心包腔大小和卵黃囊大小）、身體活動（運動活動、視運動反應和強硬誘發反應）和側線感覺（毛細胞數量和形態）。此外，還檢測了神經標記基因（ache、syn2a 和 mbp）和眼睛發育基因(pax6a, pax6b, otx2, 和 rx1)的 mRNA 表達。結果表明，50 mg/L 的 25 nm PS-NPs 在所有的毒性終點均引起顯著的不良反應，表明胚胎發育遲緩和異常，身體活動和感覺毛細胞也顯著受損。在 25 mg/L 的 25 nm PS-NPs 下，只有身體活動和毛細胞顯著受損。在 10 mg/L 的 25 nm PS-NPs 和 75 和 200 nm PS-NPs 的所有濃度下，大多數毒性終點的影響是不顯著的。在本研究的第二部分，斑馬魚胚胎暴露於 25 nm PS-NPs 96 小時，以測試 PS-NPs 對皮膚細胞（離子細胞和角質細胞）離子調節功能的影響。暴露於50 mg/L PS-NPs後，胚胎皮膚細胞的離子（Na+、K+和Ca2+）含量和酸/氨排泄量顯著下降。皮膚角質形成細胞的頂端結構在 10、25 和 50 mg/L 時受損。離子細胞的數量和線粒體活性在 25 和 50 mg/L 時降低。 CellROX 染色顯示的活性氧 (ROS) 水平顯示離子細胞和角質形成細胞都處於氧化壓力狀態。 PS-NPs 降低了抗氧化基因（sod1、sod2、cat 和 gpx1a）的 mRNA 表達，並促進了細胞凋亡相關基因（casp3a）。綜上所述，本研究表明 PS-NPs 可能抑制抗氧化反應並誘導氧化應激，導致線粒體損傷和離子細胞死亡，最終損害皮膚功能，包括離子攝取、pH 調節和氨排泄。本研究揭示了 PS-NPs 可能對魚胚胎造成的潛在風險以及 PS-NPs 可能從分子和細胞到個體水平的毒理學機制。