本文是一篇工程硕士论文，本研究主要运用了基因转录组学，通过基因转录水平的变化来揭示毒性效应及其分子机制，后续可以结合转录组学、蛋白组学等共同验证毒性效应的潜在机制，可以从不同的分子水平阐明其潜在的毒性机制。
1绪论
1.1研究背景
BFRs的生产应用已有三十多年历史，其种类和数量已然十分丰富。目前全球范围内已知的BFRs约有70多种，而其中占比最大、最典型的BFRs包括：多溴联苯醚（Polybrominated diphenylethers,PBDEs）、六溴环十二烷（Hexabromocyclododecanes，HBCD）和四溴双酚A（Tetrabromobisphenol A,TBBPA）三种[1]。溴化阻燃剂（BFRs）是广泛用作电子产品、车辆、聚氨酯泡沫、纺织品等消费品添加剂的化学品，以降低易燃材料着火的可能性，并包括各种化学类别的化合物[2]。在欧洲，含溴阻燃剂（BFRs）约占所有阻燃剂的25%，而在中国甚至超过40%[3]。
四溴双酚A（TBBPA）是使用最为广泛的溴系阻燃剂之一，产量约占所有BFR市场的60%，2019年我国年产量约为18万吨，美国、日本和以色列的TBBPA年产量达到17万吨，约占所有BFR产量的35%。TBBPA作为反应型和添加型阻燃剂，应用于各类生活消费品（例如电子产品、纺织品和家具等）中，其在生产、加工、消费、处置时，不可避免地释放到环境中，并在环境和生物样品中富集，已被证明对哺乳动物和水生生物具有毒性作用[4-6]。
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1.2四氯双酚A、四溴双酚S的理化性质
1.2.1四氯双酚A（TCBPA）
四氯双酚A（TCBPA），又名4，4′-异亚丙基（2，6-二氯苯酚），其分子式是C15H12Cl4O2，白色结晶粉末，相对分子质量为366.07。氯含量38.7%，熔点在133℃以上，其阻燃机理与有机溴阻燃剂相似。
TCBPA结构式如下图1.1所示，基本信息和理化性质如下表1.1所示。
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2材料与方法
2.1实验材料
2.1.1实验动物品系及饲料
实验受试生物是AB野生型性成熟（3-4个月）的斑马鱼（Brachydanio rerio），购自中国科学院武汉水生生物研究所。斑马鱼日常食用的饲料为雪山雄鹰牌丰年虫，购自天津丰年水产有限公司。
2.1.2实验仪器
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2.2实验方法
2.2.1斑马鱼的饲养
性成熟的斑马鱼（3-4月龄）放于Z-C-D5循环水养殖系统（购自上海海圣生物实验设备有限公司）中暂养，养殖用水经活性炭过滤及充气泵曝气充氧，水温控制在26-28℃；每天更换1/2的饲养水，用虹吸管清除多余的饵料和粪便，每周全部换水一次；pH值控制在7.4±0.2；将鱼房的光暗比设置为14h：10h，分别在每日上午9：00和下午16：00经水体投喂丰年虫（即一日两次），待斑马鱼适应环境14后开始进行实验。
丰年虫的孵化具体方法如下：1）孵化容器：大容量玻璃锥形瓶2）充氧：充氧管至锥形瓶底部，使用气泵不断充氧3）丰年虫密度：每升水不超过2.5g4）孵化温度：26-28℃5）盐度：10-35%6）光照：24h持续不断的日光灯照射7）pH值范围：7.8-8.58）收集时间：24h
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3 四氯双酚A诱发斑马鱼幼鱼神经发育毒性分子机制的研究.........16
3.1 实验设计...........................16
3.1.1 斑马鱼品系........................16
3.1.2 幼鱼培养、暴露液配置及暴毒方法.....................16
4 四溴双酚S诱发斑马鱼幼鱼毒性分子机制的研究..........................34
4.1 实验设计...........................34
4.1.1 斑马鱼品系.......................34
4.1.2 幼鱼培养、暴露液配置及暴毒方法.....................34
5 结论与展望...............................48
5.1 结论..................................48
5.2 展望..........................................48
4四溴双酚S诱发斑马鱼幼鱼毒性分子机制的研究
4.1实验设计
4.1.1斑马鱼品系
实验受试生物为AB野生型斑马鱼同2.1.1
4.1.2幼鱼培养、暴露液配置及暴毒方法
斑马鱼胚胎在E3培养液中培养，光暗比、水温、PH等同2.2.1，培养液同2.2.3.2，脂质是斑马鱼胚胎的主要可用能量，其次是碳水化合物和蛋白质。本研究收集的是120-hpf幼鱼，因体积小以及口未张开而无法进食，主要依靠来自卵黄蛋白提供营养生存，所以无需喂食。暴露液配置参照2.1.4.2，暴毒方法参考2.2.2.1.
4.1.3斑马鱼幼鱼终点发育指标
幼鱼终点发育指标的方法参考3.1.3
4.1.4斑马鱼幼鱼运动行为分析
斑马鱼胚胎从受精卵发育至5dpf是幼鱼神经发育的重要阶段，在此期间对幼鱼的染毒处理影响因素单一、实验结果稳定，是研究幼鱼神经行为发育的良好模型[81]。为评估TBBPS诱导的幼鱼神经毒性，根据之前使用的方法[55]，在ZebraLab视频跟踪系统上监测幼鱼（120-hpf）的行为表现。在本研究中，主要测试幼鱼在光暗周期刺激下的游泳行为。每个浓度组挑选24条发育正常的120-hpf的幼鱼转移到24孔板中进行行为测试，其中每个孔包含一条幼鱼及其相应的暴露液，保持每个孔里加入的相应的暴露液一致，未选择畸形以及鱼鳔发育不良的幼鱼被置于24孔板中。为了减少昼夜节律对幼鱼运动行为监测的干扰，本研究幼鱼的行为监测选择的时间在下午（13:00–17:00），在这段时间内幼鱼活动相对稳定。斑马鱼幼鱼在试验开始前在黑暗环境中（28℃）适应0.5小时，设置光暗交替环境（10min光照/10min黑暗/10mi光照），参数设置：<1mm/s视为不活跃或静止状态；1-5mm/s视为小活跃或中等活跃；>5mm/s视为大活跃，检测阈值20，系统每分钟读取一次监测数据，最后用Excel计算出幼鱼每分钟的运动速度以及每10min平均运动速度。
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5结论与展望
5.1结论
（1）本研究发现TCBPA暴露会导致斑马鱼幼鱼的生长发育毒性和神经发育毒性，并进一步揭示了产生毒性效应的分子机制，研究表明TCBPA暴露会降低幼鱼体内多巴胺（DA）的含量以及干扰多巴胺信号通路，显著上调细胞凋亡相关基因（如：P53和bax）的转录水平，诱导脑细胞凋亡，进而造成神经发育毒性，具体表现为120-hpf幼鱼的运动速度在光照和黑暗交替时显著变慢。
（2）本研究发现TBBPS暴露会导致斑马鱼幼鱼的生长发育毒性，也会降低幼鱼的游泳速度，其毒性机制是TBBPS暴露会显著提高幼鱼体内乙酰胆碱（Ach）的含量，主要是干扰神经递质乙酰胆碱进而降低幼鱼的活性。
综上所述，应谨慎考虑TCBPA和TBBPS作为TBBPA的替代品。水环境中TCBPA和TBBPS的存在可能对水生生物具有一定的风险，我们的相关结果可以增强对TCBPA和TBBPS致毒机制的理解，为评估TCBPA和TBBPS潜在环境危害和健康风险提供基础数据。
参考文献（略）