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内质网应激在TDCIPP致土著鲫鱼胚胎发育毒性中的作用及调控机制

批准号:
22076056
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
刘春生
学科分类:
环境毒理与健康
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘春生

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCIPP)是一种新型环境污染物,研究表明它能够引起多种毒性,其中胚胎发育毒性是典型的毒性效应之一。最近,我们发现内质网应激(ERS)是TDCIPP多种毒性效应的上游机制,且也参与了胚胎发育毒性。然而我们对ERS在TDCIPP诱导的胚胎发育毒性中的功能角色和调控机制还知之甚少。本项目以土著鲫鱼为模型,开展环境相关剂量TDCIPP的长期暴露实验,暴露结束后人工授精方法收集胚胎,运用共聚焦显微成像、透射电镜成像、显微注射和蛋白质组学等分子生物学技术研究ERS介导的TDCIPP胚胎发育毒性和分子机制。在前期研究的基础上,我们将重点关注细胞层面上的外包抑制效应、ERS激活和ERS下游4种致毒信号通路(氧化损伤,发炎反应,细胞凋亡和蛋白质翻译抑制)的生物学反应。本项目将从新的视角阐明TDCIPP胚胎发育毒性的分子机制,为TDCIPP的风险评价和风险管理提供数据支撑。
英文摘要
Tris(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate (TDCIPP) is an emerging environmental pollutant, and accumulated evidences have demonstrated that TDCIPP can cause multi-toxic effects, and the embryonic developmental toxicity is typical one. Recently, we have found that endoplasmic reticulum stress (ERS) is involved in upstream mechanisms of TDCIPP-induced toxicities, and is also responsible for embryonic developmental toxicity. However, the role and regulation of ERS in TDCIPP-induced embryonic developmental toxicity remains unexplored. In this project, using aboiiginal crucian carp (Carassius carassius) as an animal model, a long-term exposure experiment with environmentally relevant concentrations of TDCIPP will be performed. After exposure, fish embryos will be collected by artificial insemination method. We will examine ERS mediated embryonic developmental toxicity of TDCIPP and explore related molecular mechanisms by using confocal microscopy imaging, transmission electron microscope imaging, microinjection, proteomics, and other molecular biological technologies. Based on our previous studies, we will focus on cell-level inhibition effect on epiboly, ERS activation and biological response of four toxicity-related signal pathways in ERS downstream. Our results will elucidate the molecular mechanisms of embryonic developmental toxicity of TDCIPP in a new prospective, and provide statistical supporting for risk assessment and management of TDCIPP.
本项目以磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCIPP)为研究对象,从内质网应激(ERS)等角度开展鲫鱼/胚胎的暴露实验,研究其胚胎发育毒性的分子机制。研究发现环境相关剂量TDCIPP母代暴露可以显著抑制子代胚胎的发育,升高子代死亡率和畸形率,揭示了胚胎的外包抑制是TDCIPP胚胎发育毒性的关键事件。为了进一步研究TDCIPP对鱼类胚胎发育毒性的分子机制,以斑马鱼胚胎为模型,开展了系列的急性暴露实验。发现TDCIPP急性暴露显著抑制了斑马鱼胚胎的外包进程,引起了胚胎发育的延迟、畸形和死亡,揭示了ERS介导的致毒机制。脊椎动物胚胎早期发育是一个高度自我编程的过程,其中胚胎外包是胚胎发育过程中第一次大规模细胞迁移活动,并伴随着活跃的细胞分裂和分化,外包的正常完成是发育过程中组织器官形成的基础。在上述发现基础上,我们进一步表征了TDCIPP对外包的抑制效应,发现TDCIPP对斑马鱼胚胎的毒性效应最早出现在囊胚中期转换之后,体现为胚胎卵裂球细胞的不规则堆叠,卵裂球的最大宽度显著降低,而高度显著增加。进一步研究发现暴露组卵裂球细胞的数目显著增加,且增多的是直径较小的细胞,提示TDCIPP暴露致使胚胎囊胚中期转化时卵裂球细胞周期增长受阻,且细胞排列紊乱,探明了TDCIPP暴露产生的胚胎堆叠与胚胎卵裂球细胞的不规则排列相关。研究进一步发现TDCIPP通过干扰Wnt/β-catenin信号通路进而干扰胚胎期的细胞分裂过程,最终引起胚胎发育毒性。进一步的研究揭示TDCIPP主要通过与丝氨酸/苏氨酸激酶(GSK-3β)的6个活性位点结合,抑制位点的磷酸化水平和GSK-3β酶活力,进而升高细胞膜和细胞核上β-catenin蛋白的浓度,干扰Wnt/β-catenin信号通路,最终抑制胚胎发育的外包过程,引起鱼类胚胎发育毒性。
梁子湖高龄达氏鲌早亡成因解析及致毒物质甄别
  • 批准号:
    42377276
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    刘春生
  • 依托单位:
国内基金
海外基金