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Item 利用斑馬魚胚胎模式研究烯酸酯類殺菌劑pyraclostrobin 之毒性(2023) 葉凡瑄; Yeh, Fan-Hsuan百克敏(pyraclostrobin)是一種被大量使用的農業除真菌劑，透過地表徑流等途徑汙染環境，在世界各地的水域已被檢出。其對於水生生物包括魚類以及兩棲類，具有極高的非專一毒性。先前研究證實百克敏對於斑馬魚具有粒線體毒性、心毒性並造成發育延遲、增加氧化壓力、降低活動力。但對魚類其他生理功能的影響仍不清楚。本研究利用斑馬魚胚胎作爲毒理模式，將其曝露於100-1000 ppb的百克敏96小時後，觀察其對於基因表現、離子調節、側線感覺功能的變化；曝露百克敏120小時後，觀察聽覺與視覺行爲的改變。並利用轉基因螢光魚觀察中樞神經系統的影響。結果顯示百克敏96小時半致死濃度為204.6 ppb。濃度≥100 ppb 造成心率下降、側線毛細胞損傷、觸碰逃跑速度下降；濃度≥150 ppb造成體長降低，眼睛、耳石囊、耳石面積變小，卵黃消耗減少，體内Ca2+、K+離子含量下降，離子細胞數目減少；濃度200 ppb造成圍心腔水腫、皮膚幹細胞減少以及側線毛細胞減少。利用RNA定序分析基因表現發現許多異常包括:離子調節(atp1a1a, atp2b,atp6v, kcnj1a, rhcg)、側線感覺(cib2, myo6b, s100)、粒線體電子傳遞鏈(cytb, cox3、cox19)、內耳感覺(otomp, cep290, oc90)、視覺(cabp5a, clcc1)、細胞凋亡(casp3, casp8, casp17)等相關基因。在行為實驗發現，百克敏會降低聲音驚嚇反應之敏感度，並延長視覺運動反應時間。螢光魚的結果顯示，百克敏會造成脊髓運動神經元減少。綜上所述，本研究提出百克敏可能會造成魚類離子調節、周邊感覺(側線、視覺、聽覺)以及中樞神經異常，對魚類生存造成威脅，需更審慎評估百克敏的使用。Item 芬普尼及酸性水的暴露對於斑馬魚胚胎發育及離子調節之影響(2022) 彭元廷; Peng, Yuan-Ting人類活動引發的淡水酸化已成為全球性的問題，並且已對水生動物構成嚴重的威脅，而酸性水可能會增加水中污染物對水生動物的毒性。芬普尼 (fipronil)是一種苯基吡唑類殺蟲劑，目前廣泛使用於農業活動和寵物用藥。先前的研究表明，芬普尼的殘留物會對魚類造成多種毒性作用。然而，目前尚不清楚芬普尼是否會損害魚類的離子調節及酸化水是否會增強芬普尼的毒性。在這項研究中，斑馬魚胚胎被當成模式動物來回答這些問題。從受精後 4 小時開始，斑馬魚胚胎暴露在不同濃度 (0、0.1、0.5、1、5 和 10 ppm)的芬普尼中 96 小時。芬普尼以劑量依賴性的方式增加死亡率並延遲孵化。 芬普尼 (≧ 1 ppm) 的毒性亦使得身體及肌節的長度、眼睛、耳石囊和嗅窩的面積都與控制組相比呈現下降。此外，芬普尼還降低了側線毛細胞及皮膚離子細胞 (包括 HR 細胞和 NaR 細胞)的數量以及相關的離子調節功能。在酸性水 (pH5) 中，芬普尼導致離子細胞酸分泌的功能更嚴重地下降。這項研究首次表明芬普尼可以損傷皮膚離子細胞並威脅魚類在酸性環境中的生存。Item 以斑馬魚為動物模式研究奈米金屬對離子細胞之毒性(2021) 李致穎; Lee, Chih-Ying在21世紀，奈米科技快速發展，應用廣泛，而這也同時增加了人類接觸各種不同奈米顆粒的機會，因此針對其毒性的研究，也相形越來越重要。而其中，金屬奈米顆粒對於魚類離子細胞的潛在毒性仍未有充分的研究。本篇研究是以斑馬魚胚胎為動物模式，探討奈米銀和奈米銅對斑馬魚胚胎皮膚上的離子細胞功能之毒性作用。實驗方式是將斑馬魚的胚胎分別浸泡於奈米銀和奈米銅96小時（受精後4〜100小時(hpf)）後，檢測其全身離子含量及皮膚上離子細胞的數量和功能。暴露於奈米銀96小時後，全身Na離子和K離子含量在奈米銀濃度為3 mg/L組別中顯著下降，而Ca離子含量在濃度 ≥ 0.1 mg/L時下降。以Scanning ion-selective electrode technique(SIET)檢測胚胎皮膚的H離子分泌功能，發現在3 mg/L時功能顯著降低。以rhodamine 123（粒線體標記）來標記離子細胞，其密度在1和3 mg/L時分別降低了25%和55%，而離子細胞外觀也從橢圓形變形為棘狀形。進一步以抗體標記染色的方式檢測不同離子細胞亞型，發現奈米銀對富含H+-ATPase的HR細胞和富含Na+/K+-ATPase的NaR細胞造成不同的損傷。進一步使用掃描電子顯微鏡觀察離子細胞，其頂端開口有明顯的萎縮，這和正常功能的喪失相關。另一方面，斑馬魚胚胎暴露於奈米銅後，觀察到相同的趨勢。濃度在 ≥ 0.1 mg/L時，全身Na離子和Ca離子含量顯著降低，而在 ≥ 1 mg/L時，K離子含量降低。而濃度 ≥ 1 mg/L時，胚胎皮膚的H離子排泄功能顯著降低。在奈米銅濃度 ≥ 0.1 mg/L時，用rhodamine 123標記的活離子細胞數量顯著減少。使用掃描電子顯微鏡觀察離子細胞，其頂端開口同樣有明顯的萎縮。我們也以免疫染色方式進行離子細胞亞型(HR細胞和NaR細胞) 標記，兩者都在濃度 ≥ 1 mg/L時降低。透過檢測離子轉運蛋白/通道和鈣離子調節激素mRNA表現量，發現功能的損傷也藉由基因表達的變化反映出來。綜合以上結果證實在斑馬魚胚胎早期，奈米銀和奈米銅對其皮膚離子細胞會產生毒性和並影響其離子調節的功能。由於斑馬魚離子細胞和人類腎臟細胞，在生理功能上和對環境變化的調節反應上都有高度的相似，故此一結果也提醒我們奈米金屬對人類的腎臟細胞可能有潛在毒性。Item 銀離子對廣鹽性青鱂魚胚胎離子調節與海水適應能力之影響(2022) 李亞珊; Lee, Ya-Shan銀被廣泛應用於商業產品與醫療器材中，例如：抗菌劑、個人護理產品、傷口的敷料……等。隨著銀的廣泛使用，此類化學物質對水生環境的潛在負面影響也日漸受到重視。過去文獻指出，銀離子暴露會干擾魚類離子調節的功能、損害魚類的肝臟、鰓、腸子等器官與造成胚胎發育毒性，但針對銀是否會影響廣鹽性魚類適應環境鹽度轉變的能力，相關研究較為少見。本研究利用青鱂魚（Oryzias latipes）胚胎作為模式動物，更全面性地探討銀離子在淡水與海水中對廣鹽性魚類離子與滲透壓調節的影響。硝酸銀暴露7天後，淡水與海水馴養組的半致死濃度分別為0.17 ppm與1.01ppm。淡水馴養組的胚胎心率顯著上升、以NKA免疫細胞螢光染色標定的離子細胞密度顯著下降，而海水處理組則是沒有顯著變化。將胚胎暴露於含有硝酸銀的海水8天後，發現胚胎的相對喝水量顯著下降、腸道細胞的凋亡程度顯著上升，還可觀察到腸道組織與上皮細胞受損。將胚胎暴露於含有硝酸銀（0.01、0.05、0.1 ppm）的淡水7天後，轉移至含有相同硝酸銀濃度的海水中12小時，並評估銀離子對胚胎的海水適應能力之影響。結果顯示，胚胎的死亡率顯著上升、心率顯著下降，形態方面則觀察到體軸彎曲、軀幹脫水與圍心腔水腫。離子調節方面，以NKA免疫系標染色所標定的離子細胞形態變形且細胞密度顯著下降、以MitoTracker標定的卵黃囊上具粒線體活性的離子細胞之細胞密度下降、頂膜開口的大小沒有產生適應性變化，顯示離子細胞受損且可能無法轉為海水型。此外，硝酸銀暴露還會使胚胎轉移至海水後的相對喝水量顯著下降。由於離子與滲透壓調節器官的功能受損，最後導致胚胎體內鈉離子含量顯著上升。綜合以上結果，可知銀離子毒性在淡水環境下比海水環境下強，且在淡水中會造成卵黃囊上的離子細胞損傷，而在海水中則會造成腸道組織與細胞受損並降低吸收水分的能力。當離子與滲透壓調節器官受影響時，胚胎亦無法成功適應環境鹽度的改變。Item 粘桿菌素對斑馬魚胚胎之毒性並探討鈣離子對粘桿菌素的影響(2021) 林佳柔; Lin, Jia-Rou近年來因為抗生素的過度使用導致環境汙染的問題逐漸受到重視。目前在臨床上使用之粘桿菌素colistin 會對人體造成腎毒性及神經毒性等副作用，因此被列為對抗格蘭氏陰性細菌感染的最後一線用藥。在許多國家中粘桿菌素也被大量使用在畜產業上作為動物傳染病的防治，進而導致粘桿菌素隨著動物排泄物及未食用完畢的食物進入水域環境中，產生具有抗藥性的大腸桿菌。然而，粘桿菌素對水生動物可能的危害卻仍未被研究。因此本研究目的是利用斑馬魚胚胎為模式以探討粘桿菌素暴露對魚類可能產生的毒性以及水中離子濃度對其毒性之影響。結果發現斑馬魚胚胎暴露粘桿菌素 96小時之半致死濃度約為3 μM，死亡個體出現皮膚細胞破損現象，但未產生發育異常與畸形；在亞致死濃度下桿菌素會減少側線毛細胞數量以及離子細胞數量，並損害角質細胞結構。 綜合上述 在隨時間的觀察發現 魚體皮膚角質細胞在暴露粘桿菌素後會逐漸破損，最終導致皮膚細胞瓦解，體內離子失衡，魚體死亡。藉由改變水中的離子濃度，發現鈣離子濃度對粘桿菌素的毒性有關鍵性的影響。提高鈣濃度可以有效減低其毒性，降低鈣濃度會提高毒性。本研究證實了粘桿菌素在水域汙染後可能對魚類產生危害，藉由提高水中的鈣離子濃度可減低其毒性。Item 聚苯乙烯奈米塑膠顆粒在海水或淡水中的毒性差異及加上二苯甲酮-3共處理後在海水中對青鱂魚的影響(2022) 邱旭證; Qiu, Xu-Zheng隨著科技的發展，塑膠製品的大量使用造成環境中越來越嚴重的塑膠污染已在近年成為人們關注的重大問題。另一項受到眾人矚目的汙染源則是市售防曬乳中常見的化學添加物:二苯酮家族，其中又以二苯甲酮-3（Benzophenone-3, BP-3）的防曬效果最好，但其毒性也最大。不管是塑膠垃圾分解後形成的塑膠顆粒或是BP-3等添加物，對於海洋的影響都最為深遠，但現行研究多半著重於兩者對淡水脊椎生物的影響，針對海水脊椎動物的研究數量卻是遠遠不及。有鑑於此，本研究選擇青鱂魚（Oryzias latipes）作為本研究的模式動物，利用青鱂魚的廣鹽性，比較聚苯乙烯奈米塑膠顆粒（Polystyrene nanoplastic particles, PS-NPs）在海水中和淡水中是否會對魚類造成不同程度或不同類型的傷害。除此之外本研究也針對海水環境分別測試PS-NPs和BP-3以及在共處理情況下這些物質對胚胎早期發育的影響。首先，我們使用了0、10、25和50 ppm四種不同濃度的PS-NPs處理，分別在海水及淡水環境下進行實驗，結果顯示在海水環境50 ppm組別中發現死亡率有顯著上升，且海水處理下的25和50 ppm組別中發現，樣本的表皮離子細胞數目有顯著減少，細胞分泌的氫離子和氯離子也被抑制。淡水處理下則是在25和50 ppm組別中觀察到樣本的側線毛細胞數量顯著減少，同時在25 ppm組別中觀察到胚胎的活動力下降。而BP-3的實驗，我們將胚胎暴露在含0、0.005 % DMSO、1、3和5 ppm BP-3的海水中，結果顯示在含有BP-3的海水中暴露8天後，雖然不會造成胚胎死亡，但3 ppm和5 ppm處理組在個體長度等早期發育指標及離子細胞、毛細胞數量上有顯著下降。在共處理的情況下，則是透過控制組、3 ppm BP-3、25 ppm PS-NPs及3 ppm BP-3加上25 ppm PS-NPs的共處理組互相比較，我們發現和單純暴露於BP-3的組別相比，共處理組中兩個變因對胚胎的影響反而變小。總結以上結果，PS-NPs在淡水與海水中會呈現不同強度或不同面向的傷害；BP-3則會造成發育遲緩和離子細胞、毛細胞的數量下降；但共處理後，BP-3因受到PS-NPs的影響，毒性會減弱。Item 銀離子於酸性環境中對斑馬魚胚胎發育及離子調控之危害(2021) 孔耕心; Kung, Geng-Xin奈米銀在近年來被廣泛地運用於醫療及化妝品產業，其廢棄材料表面釋放出的銀離子會危害水生生物。然而，目前對於銀離子在不同酸鹼值環境中的毒性差異並不瞭解。本研究利用斑馬魚胚胎為水生生物模式，將其暴露於含有0、0.1及0.25 ppm AgNO3之pH 5或pH 7環境中，以評估銀離子毒性的差異。在暴露96小時的結果中可以得知銀離子的胚胎發育影響程度隨著濃度升高而增加。在銀離子的暴露後胚胎體長顯著下降，而卵黃囊面積則會增加。銀離子亦導致胚胎耳石囊面積及耳石面積下降，影響胚胎的內耳系統。另外，側線神經丘及毛細胞數目下降也反映出銀離子對胚胎側線的影響。值得注意的是：酸環境(pH 5)中會增加銀離子在體長、卵黃囊、耳石囊以及耳石上的影響。另一方面，銀離子降低離子細胞開口面積及數目，阻礙胚胎的離子調節功能，並且導致NaRC及HRC數目顯著降低，增加胚胎適應酸環境的困難性。另外，30分鐘及2小時的實驗中可發現：銀離子會藉由增加離子細胞的氧化壓力程度，進而誘發細胞凋亡機制。總結以上結果，本研究認為酸環境會增加銀離子對魚類的危害。Item 氨暴露導致斑馬魚胚胎離子調節損傷及成魚行為改變(2021) 鄭倢安; Cheng, Chieh-An氨（包含氣態的NH3以及離子態的NH4+）為魚類代謝胺基酸後產生的主要含氮廢物，也是常見的環境汙染物。當魚體內氨濃度提高，將會導致魚隻中樞神經受損，抽搐、昏迷甚至死亡。然而，目前研究中多著重在高氨處理後魚類的適應機制，關於氨對魚隻離子調節功能及行為的毒性作用尚不清楚。本研究分為兩個部分，首先利用斑馬魚胚胎作為模式動物，探討氨如何對胚胎離子調節功能造成損傷，接著利用斑馬魚成魚作為模式動物，評估氨處理後斑馬魚的行為改變。在胚胎毒性研究中，浸泡於不同濃度（0、10、15、20 mM）的氯化銨溶液中96小時（4-100 hpf）後，觀察胚胎卵黃囊上離子細胞及表皮角質細胞。結果指出，20 mM氨處理後離子細胞內氧化壓力上升（CellROX螢光亮度顯著上升）且由Rhodamine 123標定的具粒線體活性離子細胞數目顯著下降，顯示粒線體活性降低。此外，以細胞免疫螢光染色標定20 mM氨處理後凋亡細胞數目顯著上升，並觀察到表皮角質細胞結構損傷。綜合以上結果發現，在高氨處理下，斑馬魚胚胎離子細胞及表皮角質細胞損傷，導致斑馬魚胚胎失去體表屏障，體內離子大量流失。而在行為實驗中，將斑馬魚浸泡於不同濃度（0、1、5、10 mM）的氯化銨溶液中4小時後，對游泳行為、社交行為、學習與記憶能力等面向進行不同實驗。結果顯示1 mM氨處理時可以促進學習記憶能力；5 mM時焦慮及恐懼程度提升且群游下降；10 mM氨處理時活動力、社交行為及焦慮程度下降，但恐懼程度上升。綜上所述，在不同濃度氨暴露以及不同的環境刺激下，斑馬魚的游泳、社交、學習等行為改變，而這些改變可能使斑馬魚存活率下降，進一步使個體適存度降低。Item 順鉑導致斑馬魚胚胎離子細胞氧化壓力與細胞凋亡(2020) 吳巧羚; Wu, Ciao-Ling順鉑為現今廣泛使用之化療藥物，卻伴隨腎毒性、神經毒性和耳毒性等副作用，其中主要限制施予劑量的因素為腎毒性。順鉑可經由銅離子運輸蛋白與有機陽離子運輸蛋白進入腎臟上皮細胞，造成腎小管損傷，目前哺乳動物細胞研究模式已知氧化壓力生成是順鉑造成細胞損傷的主要原因之一。斑馬魚是廣泛使用於毒理學研究與藥物測試的模式動物，其仔魚表皮分布的五型離子細胞與哺乳動物腎臟上皮細胞有許多相似之處，因直接暴露於環境，好操作且易觀察。本研究以斑馬魚仔魚表皮離子細胞作為研究順鉑腎毒性之工具，使用活體螢光染色觀察順鉑對離子細胞的影響，來證實順鉑會導致離子細胞氧化壓力生成、粒線體損傷和細胞凋亡。本實驗將斑馬魚胚胎浸泡於不同濃度的順鉑（0、50、100、300、500 或 1000 μM）進行長時間（4-100 hpf）或短時間（96-98 hpf）處理，再使用活體螢光染劑單染或共染的方式，標定斑馬魚仔魚卵黃囊上具粒線體活性離子細胞（Rhodamine 123/MitoTracker）與凋亡細胞（AcridineOrange），並探討當中活性氧化物的產生（CellROX/ MitoSOX）。斑馬魚胚胎分別在順鉑處理 96小時及 2 小時後，Rhodamine 123 標定具粒線體活性離子細胞數目均顯著下降，且凋亡細胞數目顯著上升；斑馬魚胚胎分別在順鉑處理 96 小時及 1 小時後，產生活性氧化物的離子細胞數目或 CellROX/MitoSOX 的螢光亮度均顯著上升。此外，將斑馬魚胚胎進行抗氧化劑 NAC（0、100、300、500 或 1000 μM）與順鉑的長時間共處理，發現 NAC 能降低胚胎的死亡率，並減緩順鉑對離子細胞所導致的氧化壓力與損害。由以上結果可證實順鉑會導致離子細胞氧化壓力生成和粒線體損傷，並引起細胞凋亡，而抗氧化劑 NAC 可作為順鉑毒性的保護劑。