杂志：CHEMICO-BIOLOGICAL INTERACTIONS

影响因子：5.1（2022）

年份：2021

通讯作者：M. Ramesh

摘要

背景：微塑料(MP)污染普遍存在，已成为水生生物的威胁。最近的科学报告记录了它们在细胞和生物水平上的毒性影响，但其毒性的潜在分子机制仍不清楚。

方法：不同浓度(10和100μgL−1))的PS-MPs诱导活性氧(ROS)的产生，进而影响氧化和免疫防御机制。抗氧化基因cat、sod1、gpx1a和gstp1的表达谱发生了显著改变。PS-MPs还能显著抑制斑马鱼的神经传递。此外，PS-MPs暴露可上调p53、gadd45ba和casp3b的表达，导致细胞凋亡。

结果：我们证明PS-MPs显著上调tnfa和ptgs2a的转录模式，这是炎症机制中必不可少的基因标记。此外，PS-MPs暴露诱导的氧化损伤可导致细胞学损伤，导致片层结构改变、毛细血管扩张和鳃组织坏死。

结论：总之，本研究结果强烈提示PS-MPs可诱导斑马鱼剂量依赖性和时间依赖性ROS介导的凋亡反应。此外，在鳃中观察到的生理反应与上述观察结果相关，有助于揭示斑马鱼PS-MPs毒性的潜在分子机制。

关键词：PS-MPs；斑马鱼；ROS；p53信号通路

前言

全球范围内塑料制造和处理的增加导致了水体中塑料碎片的释放，从而给今世后代带来了生态风险。据确定，每年进入海水的塑料垃圾为400-1200万吨。大部分塑料垃圾以较大的塑料和碎片的形式在海洋环境中循环，是不可生物降解的，对水生生态系统造成了极大的影响。此外，在环境中，塑料受到降解，从而形成微塑料。Klein等报道，塑料在环境中的降解可能是形成微塑料的关键因素。此外，通过光氧化、热氧化反应和微生物降解MPs可能导致纳米塑料等较小颗粒的破碎，这已被认为是对水生生物的严重威胁。塑料还可能作为其他环境污染物的载体，并影响其毒性。日常生活中使用的常见塑料包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚酯(PES)、聚氯乙烯(PVC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在这些塑料中，PS在海洋环境中被频繁识别的塑料碎片类别中排名第三。商业研究和咨询报告称，全球生产的PS约为3270万吨。PS是由苯乙烯单体聚合而成的芳香烃。PS除作为通用塑料外，还广泛应用于生物分析和生物医学平台。研究还报道苯乙烯单体从PS容器迁移到食品中对人类构成威胁。同时，PS微珠、颗粒或化妆品、洗涤剂和纺织品的碎片也会渗入水生环境。

聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)是其中最丰富的一种海洋环境中发现的MPs。这些持续的PS-MPs在水生环境中对生物产生有害的后果海洋生命，与人类健康息息相关。这是由于它们的构象，具有毒物吸附能力、生物转化和生物放大能力在食物链中。不幸的是，大多数议员和np人们食用的食物都是用聚苯乙烯容器包装的，海产品和PS-MPs/PS-NPs不可测的水。海产品的主要来源是富含鱼类和贝壳类蛋白质含量。大约20%的单个贝类鱼类的胃肠道中装载着微塑料垃圾大片。PS-MPs在鱼类中的摄入和毒性已被证实包括氧化损伤，神经毒性，基因表达，葡萄糖代谢改变斑马鱼胚胎的Bolism，斑马鱼的行为反应幼虫，幼年大水蚤的死亡率，下降鱼和肠道免疫细胞的生长率和总能量功能障碍。现有的PS-MPs毒性研究提供了数据生理水平上，PS-MPs是否具有毒性仍是假设其作用是ROS依赖的，并影响分子通路产生有害影响。

在正常的生理条件下，两者之间是有平衡的活性氧生成和抗氧化活性。MPs暴露可诱导ROS产生引起氧化应激和脂质过氧化增加的产生。作为对氧化应激的一种代偿反应，抗氧化剂是由活细胞产生。之前的研究表明，这种活动抗氧化剂的产生受ROS诱导和细胞凋亡速度的影响保护性基因转录。诱导ROS生成肿瘤坏死因子(tnf)是一种促炎细胞因子相互依赖，因为一个的产生会触发另一个的激活。

ROS在多种信号通路中起关键启动作用参与细胞周期和能量代谢。强和程已报道ROS介导的p53凋亡级联激活在接触微塑料。p53信号通路调节多种多样与细胞周期、衰老、细胞存活相关的细胞反应以及细胞凋亡。p53基因转导刺激信号凋亡通过cas3b和gadd45ba激活斑马鱼中炎症生物标志物ptgs2a的表达的基因gadd45ba与应激反应有关任何化学或环境压力，导致生长停滞，DNA损伤或细胞凋亡。有限数量的毒性研究表明氧化和随后的DNA损伤与生理有关PS-MPs诱导的反应。

然而，PS-MPs诱导毒性的潜在机制是还不清楚。本研究旨在进一步探讨辨别这些机制，诱导的氧化反应及其相关斑马鱼的凋亡途径。斑马鱼(Danio rerio)已经广泛存在用作脊椎动物模型，用于研究任何化学物质的毒性水生环境。除了脊椎动物模型，它是成功的模型在议员毒性研究透明自然本土化荧光MPs/NPs。我们假设ROS介导p53凋亡通路通过casp3b激活并随之调节PS-MPs暴露后斑马鱼的生理变化。在目前的研究中,我们评估了PS-MPs诱导氧化应激的潜力，斑马鱼(Danio rerio)的生化和组织学反应。在此外，我们探索了PS-MPs对转录模式的影响基因参与凋亡通路和炎症反应斑马鱼的鳃。

方法与试剂

粒径为0.10-0.12μm的PS-MP微球(产品号:LB1)从Sigma Aldrich买的水悬浮液。的形态用扫描电子显微镜对其进行表征(SEM-FEI QUANTA 200)，其中滴声微粒悬浮液被置于双面胶上的碳带固定在一个铝存根。在无菌环境中风干，涂上涂层在低真空模式(电压-15 kV;工作距离-10毫米)。PS-MP微珠的功能特性用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析(FTIR-4100型A)。用于测量PS-MP珠的尺寸，20μL的取悬浮液，用Zetasizer Nano进行分析，英国马尔文，散射角90◦波长633 nm。

化学物质

碱性磷酸酶(AKP)和乳酸脱氢酶(LDH)测定试剂盒购自印度果阿的Coral临床系统公司。高------容量cDNA逆转录试剂盒和SYBR预混物Ex Taq TM II购自Thermofisher Scientific和Takara respec-有效。本研究使用的引物购自Euroflims基因组学。TRI试剂购自Sigma Aldrich公司。其他的化学品购自印度HiMedia Laboratories Pvt.Ltd.。

斑马鱼和暴露

在本研究中，所有实验均按经济合作与发展组织的规定和实验的控制和监督委员会动物(CPCSEA)。成年雄性斑马鱼(AB株)取自新金色水族馆，Coimbatore，并保持在充气淡水。水的理化参数，即温度26.4±1.2◦C,pH 6.6±0.53，总硬度159±2.7 mg L−1 CaCO3，碱度194±2.04 mg L−1，溶解氧6.8±0.3 mg L−1每天按照APHA指南进行测量。acclimatiza-当时，这些鱼用商业颗粒喂养，水是每天更新一次。

两种不同浓度的PS-MPs即10μg L−1和100μg L−1以μg L−1检测的慢性毒性。健康的鱼体质量(0.28±0.07)g，身长(2.43±0.06)cm Nos)从库存中选择并引入每个玻璃水族箱中装满35升水。鱼类暴露在两种浓度的PS-MPs(10μg L−1作为处理I,100μg L−1作为处理II)每个浓度设3个重复对照。玻璃淡水水族馆是补充测试解决方案(控制)每24 h给药1次，维持PS-MPs浓度。每天的理疗测定了水的化学性质chromium的水。用7进行为期35天的实验日采样频率。暴露后，对照组和处理组采样，用甲醇清洗去除来自皮肤的颗粒，重量分别为(0.28±0.09)g和(2.55±0.09)g体长0.08 cm)，麻醉后切取鳃组织用于生化测定。同样,从每个4鱼类的鳃水族缸分别于第7、35天末取材，进行组织病理学观察逻辑分析(1例)和表达分析(3例)。

样品匀浆的制备

将混合后的组织样本用冷磷匀浆处理磷酸盐缓冲液(50 mM,pH 7.4)。用匀浆的一部分用于脂质过氧化(LPO)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)检测。剩下的homge-在12000 g下在4℃下离心30 min并且使上清液测定活性氧(ROS)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、乙酰胆碱酯酶(AChE)和生化酶酶(AKP和LDH)。

活性氧(ROS)

ROS水平被修改后的二氯荧光素-测量二乙酸盐(DCF-DA)法;20毫升上清液，200毫升的PBS和8.3毫升DCF-DA补充道,在黑暗中孵化在37℃下持续30分钟。用485检测荧光强度励磁和520 nm发射荧光分光计(HORIVA)，用相对荧光强度表示。

脂质过氧化(LPO)

在硫代巴比妥酸反应后估计LPO水平物质(TBARS)测定。很快，100毫升5%三氯乙酸酸(柠檬酸)添加到组织匀浆和孵化4◦C然后将100 mL 0.67%硫代巴比妥酸添加到在2200 g下离心10 min。得到清晰的上层相在热水浴中孵育10分钟，冷却后取光密度微型板块光度计测量在535 nm(协同H1,BioTek)。

过氧化氢酶(CAT)活性

采用Sinha法测定CAT活性略有修改。简单地说，25μL冰冷的Tris-HCl缓冲液(100 mM,pH 7.4)加入组织匀浆并冷却12000 g离心15 min，收集清晰的上层相，3 mL反应混合物(乙酸与5%重铬酸钾)以3:1的比例加入10 mM磷酸盐缓冲液，pH 7.0)在热水浴中孵育15 min在570 nm下在微孔板中测量溶液密度光度计。

超氧化物歧化酶(SOD)的活性

采用酶联免疫吸附法测定SOD活性Marklund和Marklund[61]，稍加修改。100的25μL mM Tris-HCl缓冲区(pH值7.4)被添加到组织匀浆和12000 g冷离心15分钟，收集清晰的上层相添加到反应溶液(50 mM Tris-HCl缓冲液，含1 mM EDTA和2.64 mM邻苯三酚)，在420处读取光密度值纳米在微孔板光度计。

谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性

采用Domingues采用的方法测定GST水平等，稍加修改。大约25μL组织匀浆中加入Tris-HCl缓冲液(100 mM,pH 7.4)12000 g冷离心15 min，上层相清晰离心后得到的。然后，880μL的反应混合物(1 mM GSH,150 mM NADPH,100 mM钾叠氮化钠磷酸盐缓冲液，pH 7.0)，吸光度为在340 nm下测量1分钟的光度。

谷胱甘肽s -转移酶(GST)活性

采用Domingues采用的方法测定GST水平 稍加修改。总之,100μL的反应溶液(10 mM GSH和60 mM 1-氯o2,4-二硝基苯)加入50μL的清上清液，其光密度为在340 nm的微孔板光度计中测量5分钟。

生物化学分析

采用Reagent法测定碱性磷酸酶(AKP)和乳酸脱氢酶(LDH)活性遵循制造商规程的试剂盒。

乙酰胆碱酯酶(AChE)活性疼痛级别

使用改编的方法测量了Ellman et al。稍加修改，很快，250μL的反应溶液(30 mL 0.1 M磷酸盐缓冲液，1 mL 10 mM 5,5-二硫代-2-硝基-苯甲酸溶液中加入碳酸氢钠，并加入0.2 mL 0.075 M乙酰胆碱溶液)加入50μL的上清液中用微孔板光度计在414 nm下测量光密度。

实时逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)

为了研究表达模式，我们提取了总RNA使用TRI试剂进行鳃组织样本的混合制作的协议。获得的RNA纯度和数量均为使用NanoDrop平板阅读器(NanoDrop Technologies，协同作用)。总RNA(1μg/μL)每个样本的反向转录使用高容量cDNA逆转录试剂盒。定量的真实,采用SYBR Premix Ex Taq合成cdna进行时间PCR TM II和lightcycler 480(罗氏)中的基因特异性引物。re-动作涉及变性(在95◦C 10分钟)，放大(40循环在95◦C为15 s和在60◦C为1分钟)，随后定量阳离子,融化曲线程序(60-99◦C)。源和se-所用引物序列如表1所示。所有PCR反应均为重复3次，β-actin被用于标准化检测基因表达曲线。基因相对倍数变化使用2−ΔΔCT方法确定。组织学分析

应用荧光显微镜对斑马鱼鳃进行组织学分析Teng等。鳃组织在10%福尔马林固定持续48小时，并在不断增加的乙醇串中经受脱水。然后用二甲苯清除组织，包埋在石蜡块中蜡，并以3-5μm厚度切片。切片组织为苏木精和伊红染色(圆))进行微观分析。的幻灯片使用光学显微镜观察和拍摄(测距装置光学显微镜,徕卡)。

统计分析

使用Graph Pad Prism软件(第8版)进行统计学分析分析。采用双因素方差分析和Duncan's多重检验确定各实验组间的显著性差异对比测试。显著性水平设为P<0.05。

结果

在本研究中，PS-MP微珠的扫描电镜图像呈球形粒径范围为103-113 nm(0.103-0.113μm)(图1a)。的红外光谱PS-MPs微珠的光谱显示了聚苯乙烯基团的存在(图1b)，验证制造商的数据。从图S1中，尺寸为PS-MPs的分布图显示了PS-MPs的平均粒径分布为116.5 nm(0.116μm)。

图1 本研究使用的PS-MPs (0.1 μm)的SEM图像(a)和FT-IR光谱(b)。

氧化应激指数

与对照组相比，PS-MPs(10μg L−1和100μg L−1)具有较好的临床应用价值显著诱导(P<0.001)ROS产生，时间和剂量-独立于本研究(图2a)。类似地，所描述的结果图2b显示了显著性(P<0.001)中LPO水平的诱导PS-MPs组(10μg L−1和100μg L−1)与对照组比较，差异有统计学意义(p<0.05)μg L−1)。

图2 PS-MPs暴露对活性氧的影响(a);脂质过氧化(b);过氧化氢酶(c);超氧化物歧化酶(d);谷胱甘肽过氧化物(e);gluta-硫代s-转移酶(f);碱性磷酸酶(g);乳酸脱氢酶(h);乙酰胆碱酯酶(i)在斑马鱼鳃中超过35天的水平。值是表示为±SEM。P<0.05-有统计学意义(*P<0.05，**P<0.01，和***P<0.001)和P>0.05-不显著(#)。

抗氧化生物标志物

与对照组相比，PS-MPs(10μg L−1和100μg L−1)具有较好的临床应用价值显著(P<0.05)抑制本研究中CAT活性(图2c)除低剂量组(10μg·kg-1·d-1)在第7天和第14天除外L−1)。同样，SOD活性显著升高(P<0.05)抑制PS-MPs组(10μg L−1和100μg L−1)与对照组比较，差异有统计学意义(p<0.05)对照(图2d)。而低剂量组SOD活性(10μg L−1)差异无统计学意义(P>0.05)在7月底变异的一天。从图2e,PS-MPs组(10μg L−1和100μg L−1)的GPx活性μg L−1)均显著(P<0.05)较对照组降低组。第7天，低、高剂量组(10μg高剂量组(100μg L−1)，第14天，对照组(100μg L−1)显著(P>(0.05)GPx活性变化的观察到的抗氧化剂的减少与剂量成反比以及PS-MPs暴露时间。结果如图2f所示P<p<0.05)，GST活性呈时间依赖性增加PS-MPs暴露剂量除第7天外均为低剂量组(10μg L−1)与对照组比较。

生化酶

在整个研究期间,AKP活性显示显著(P<0.05)下降。PS-MPs组(10μg L−1和100μg L−1)相比如图2g所示的控制。下降更为明显PS-MPs暴露剂量和时间增加。与对照组，PS-MPs(10μg L−1和100μg L−1)显著诱导(P<0.001)呈时间和剂量依赖性(图2 h)。

神经递质-乙酰胆碱酯酶(AChE)活性

与对照组相比，PS-MPs(10μg L−1和100μg L−1)具有较好的临床应用价值显著(P<0.001)抑制本研究中AChE活性(图2)。观察到抑制疼痛的活动显示时间并呈剂量依赖性逐渐增加。

基因调控模式

PS-MPs显著改变了抗-hcv的转录谱氧化、乙酰胆碱酯酶和凋亡相关基因(图3)cat、sod1、gpx1a(图3a-c)和ache(图3e)的表达模式趋于一致显著减少(P<0.05)与增加剂量和持续时间PS-MPs曝光。然而，观察到的cat的减少没有统计学意义，低剂量组在第7天差异有统计学意义。同样，sod1和ache的表达也减少微不足道(P>低剂量组第7天和第35天差异均有统计学意义(p<0.05)(10μg L−1)。基因gstp1显著(P<0.05)上调高剂量组(100μg L−1)无明显变化变化(P>低剂量组(10μg L−1)与对照组比较，差异有统计学意义(p<0.05)控制(图3d)。另一方面，基因tnfa,p53,casp3b，gadd45ba,ptgs2a(图3 f j)显著(P<0.05)upregu-PS-MPs组与对照组比较差异无统计学意义(p>0.05)治疗1第7天结束)。

图3 PS-MPs暴露对cat(a)转录的影响;sod1(b);gpx1a(c);问题(d);疼痛(e);tnfa(f);p53(g);casp3b(h);gadd45ba(我);Ptgs2a(j)基因Danio rerio的鳃暴露超过35天。值表示为±SEM。P<0.05-有统计学意义(*P<0.05，**P<0.01，和***P<0.001)和P>0.05-不显著(#)。

组织学分析

为了研究PS-MPs诱导的组织学反应，我们分析了PS-MPs诱导的组织学反应PS-MPs暴露7 d和35 d后斑马鱼鳃组织的变化。作为如图4a和b所示，对照组的鳃表现出正常的组织结构形态上，如规则的板层状结构内衬鳞状上皮细胞、传统的柱状细胞和正常的填充细胞心理结构。然而，PS-MPs暴露7 d后，鳃低剂量组(10μg L−1)有动脉瘤、毛细血管扩张和坏死细胞(图4c)。组织学病变的发生增加随着时间的增加导致片状融合后35 d为低剂量组PS-MPs暴露量(图4d)。同样,鱼暴露于较高剂量(100μg L−1)时鳃组织出现异常形态学上有破坏的板层结构、动脉瘤、上皮提升细胞也表现出增加7 d后坏死区35 d PS-MPs曝光剂量和持续时间依赖的方式(图4e、f)。

图4 鳃组织的组织瓣。a)正常鳃组织-对照组(第7天)。b)正常鳃组织-对照组(第35天)。c)PS-MPs 10μg L−1组(第7天)。d)PS-MPs组:10μg L−1(第35天)。e)PS-MPs组:100μg L−1(第7天)。f)PS-MPs组:100μg L−1(第35天)。CD-细胞质变性，AM-动脉瘤，NC-坏死细胞，LF-板层融合，EL-上皮提升;规模酒吧-400μm。插图(刻度杆-100μm)。

讨论

塑料在海洋和淡水生态系统中的存在是一个全世界严重的环境问题。荷兰国际集团(ing)-水生生物对MPs的吸收可蓄积并造成不利影响氧化应激、生长发育抑制、神经传递故障,内分泌失调,免疫疾病等。然而，mps诱导的生理学数据逻辑的反应通过细胞凋亡信号通路在淡水鱼非常有限。因此,本研究说明了机械通路的活性氧诱导毒性转录的调制cytoprotective和apoptosis-related基因PS-MPs暴露出来斑马鱼。

一般来说，三个不同的过程细胞产生活性氧当暴露于任何压力或在正常情况下。前者是线粒体呼吸链产生ROS二是NADPH氧化酶(NOX)介导的ROS释放。的后者是由几种酶(细胞色素P450，环氧化酶，血红素加氧酶，脂氧合酶，髓过氧化物酶酶、单胺氧化酶和黄嘌呤氧化)反应。除上述来源的ROS产生外，还有细胞因子生长促进剂与不同的受体结合导致ROS的生成,作为第二信使在不同信号通路。

在不同类型的受体中，TNFRSF(肿瘤坏死因子超家族)是一类与肿瘤结合的细胞因子受体超家族坏死因子(TNF)调节各种细胞过程，如细胞生存、生长、增殖、分化、衰老和死亡。暴露于PS-MPs的鱼表现出增加的tnfa表达和ROS水平提示tnfa诱导ROS产生的发生。顾等人以及Qiang和Cheng最近报道了ROS的升高治疗水平的幼虫和性腺PS-MPs鲐鱼类。然而,很少有研究报道tnfa介导的活性氧活性PS-MPs具有毒性。

PS-MPs中ROS水平升高，tnfα基因表达上调在我们的研究中，ROS和tnfa之间存在相关性的水平。这与Choi等人对议员的研究结果相印证治疗斑牙鲤。产生的活性氧会氧化脂质，蛋白质和DNA影响代谢途径。李等记录一个相互依存的ROS和法律外包水平的反应PS-NPs暴露了日本沼虾，为我们的研究提供了支持。在这一行中，Huang等记录了ROS和LPO水平的增加在海洋贻贝micro-PS暴露。Dimitriadi等人观察到a显著增加的脂质过氧化作用在斑马鱼心脏PS-MPs暴露。同样的,基因的表达变化已报道与ROS产生相关的。LPO增加我们的研究水平可能归因于DNA加合物的形成(MDA(丙二醛)和HNE(4-羟基壬烯醛))的诱导表观遗传修饰,细胞死亡。

PS-MPs暴露可影响机体的抗氧化防御机制斑马鱼的Nism。抗氧化防御系统是一系列的抗氧化剂如SOD、CAT、GPx、GSH和GST参与自由基的中和。在我们的研究中，CAT的活性PS-MPs组SOD活性较对照组明显降低加热器。类似于酶的活性，猫和sod1基因很有可能PS-MPs组的下调呈时间和剂量依赖性的方式。在中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)和大绒螯蟹(Macro-)中也观察到了类似的结果日本Brachium nipponense[15,47]。GPx活性显著升高减少PS-MPs治疗组，这与在PS-MPs暴露的斑马鱼中，gpx1a的mRNA水平下降。与此同时，II相抗氧化酶GST水平升高反应表明PS-MPs组的催化过程增加GST在第二阶段解毒过程中。gstp1基因也表现出明显的突变PS-MPs组的时间和剂量依赖性上调证实观察到的酶反应。在PS-NPs中也观察到了类似的结果暴露pulex Daphnia和PS-MPs暴露网状Poecilia reticulate。上调表达的抗氧化剂也被docu-细胞对微塑料诱导的活性氧产生反应。

氧化应激与炎症过程密切相关其中任何一个过程的刺激都可能诱发其他过程。几种炎症反应，比如破坏的板层结构，上皮抬升、板层融合、毛细血管扩张、坏死在暴露PS-MPs的鱼鳃组织中观察到的炎症标志基因tnfa的转录上调模式，ptgs2a提示免疫防御机制的激活对抗PS-MPs诱导的氧化应激，在鱼类中产生炎症反应。同样，Wang et al.和Karbalaei的研究等，描述了PS-MPs诱导炎症在吉尔-到黄褐斑青鳉(Oryzias melastigma)和虹膜鱼(Oncorhynchus mykiss)的结构。po—tential PS-MPs毒性取决于颗粒大小,种类,时间,曝光系统。在这些因素中，粒径决定PS-MPs在有机体的毒性。粒子的大小越小，更大的表面积使PS-MPs粒子容易粘附诱导细胞破裂的细胞(血细胞、肝细胞/上皮细胞)温度。这导致细胞死亡，从而在组织中产生受损的组织结构。

在本研究中，PS-MPs组AKP活性降低表明酶从细胞溶酶体中被抑制释放。一般来说，AKP使proin-的毒性部分去磷酸化细胞在应激时产生的炎症分子条件。AKP活性降低抑制去磷酸化引起促炎分子沉积的过程血流。此外，这刺激免疫反应和促炎细胞因子的释放。在我们的研究中，我们观察到抑制AKP活性，同时上调tnf-α表达模式PS-MPs组为PS-MPs的诱导提供了新的证据丹尼奥的炎症反应。同样，Zhang等报道了在溴氰菊酯处理的稀有Gobiocypris rarus中，tnfa和AKP活性的相互作用。

除了观察到的炎症反应外，还观察到增加生长停滞和DNA损伤诱导基因的表达βa,gadd45ba在PS-MPs处理组显示遗传毒性po-PS-MPs的潜能。gadd45ba基因参与调控几个细胞周期事件，如细胞存活、DNA损伤修复、细胞凋亡等周期阻滞和细胞凋亡以及该基因表达的增加提示PS-MPs组细胞凋亡级联反应激活。细胞凋亡在生长，组织稳态的调节和内环境中起着至关重要的作用所有生物体的炎症反应。观察到的gadd45ba和P53基因的上调可能导致细胞凋亡，这是显而易见的从观察到的PS-MPs暴露的斑马鱼鳃组织的组织损伤。同样，Cheng等人观察到DNA的显著丢失镉中p53的完整性和上调转录模式暴露“锡拉”paramamosain。p53的基因触发器的caspase-信号通路通过凋亡相关分子Bcl-2/Bax、noxa或细胞色素c激活。在我们的研究中casp3b在PS-MPs组的转录模式显示活性增加，提示细胞凋亡的发生。本研究的结果研究结果与Karami等和Choi等一致表明MPs引起了Danio rerio的DNA损伤和凋亡Cyprinodon生物学特性。

胞质酶LDH,丙酮酸转化为乳酸厌氧产能过程。改变的LDH反应是能量代谢中异生物干预的指征引起细胞死亡/损伤。PS-MPs中LDH水平升高分组表明能量产生受损导致嗜睡游泳活动。游泳速度下降也有报道暴露于PS微球的斑马鱼和金鱼Carassius auratus接触议员。穿过鱼体内血脑屏障的形成可能是导致这种行为的原因改变。也可能导致嗜睡的游泳模式从PS-MPs处理的斑马鱼中AChE活性的抑制。这抑制引起神经递质功能障碍，导致乙酰化胆碱(ACh)在突触处积聚，引起胆碱能的阻塞神经传递。

许多研究者证实了MPs的凋亡作用鱼。然而，参与的分子机制在PS-MPs暴露的组织中诱导和执行细胞凋亡鱼的特征还没有被很好地确定。目前的研究结果表明PS-MP通过产生过剩的ROS诱导细胞氧化应激减少抗氧化剂的产生。随后，两者之间的差异ROS的产生和抗氧化防御，导致氧化损伤并改变凋亡相关基因的表达导致提供生理机能。图5总结了分子事件三角函数在斑马鱼中由PS-MPs标记。我们假设PS-MPs诱导ROS影响氧化防御系统和神经传递斑马鱼。此外,活性氧诱导刺激了p53凋亡产生DNA损伤和炎症反应的级联激活这从斑马鱼的鳃组织中很明显。

图5 PS-MPs诱导斑马鱼细胞凋亡的机制:一般情况下，PS-MPs或未结合的苯乙烯(之后形成苯乙烯氧化物)进入细胞并通过cytp450,GSH和GST酶的作用来解毒。这种线粒体解毒导致ROS生成，进而刺激LPO释放MDA和HNE。这会导致DNA加合物的形成，从而导致细胞死亡。此外，产生的ROS可上调p53基因的转录打开casp3b激活开关。活化的casp3b促进gadd45ba的转录，导致DNA损伤和细胞凋亡。这导致组织损伤导致ptgs2a和tnfa表达增加，LDH酶释放。另一方面，产生的ROS下调了细胞的表达细胞保护基因cat、sod1、gpx1a以及解毒基因gstp1的表达上调，从而影响抗氧化剂的翻译。

结论

综上所述，p53诱导凋亡途径明显酶的失调是导致各种生理变化的原因，PS-MPs处理斑马鱼的反应。此外，还有一些基因参与细胞保护和炎症反应也被发现失调失调目前的研究为我们提供了深入的见解PS-MPs诱导斑马鱼凋亡的毒性机制及进一步研究PS-MPs干预代谢途径的研究可能是可行的研究。

基金：我们感谢DRDO-BU生命科学中心主任Bharathiar大学校园哥印拜陀，印度提供实验室和仪器设备。

本文章原文：Chemico-Biological Interactions 345 (2021) 109550

详细网址：https://doi.org/10.1016/j.cbi.2021.109550