低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎運動行為的影響

郭櫻子，欒亞楠，周玉玲，白承連，任湘鵬

（1.溫州醫科大學附屬眼視光醫院 實驗室中心，浙江　溫州　325027；2.溫州醫科大學　環境與公共衛生學院，浙江　溫州　325035）

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低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎運動行為的影響

郭櫻子1，欒亞楠1，周玉玲1，白承連2，任湘鵬1

（1.溫州醫科大學附屬眼視光醫院 實驗室中心，浙江溫州325027；2.溫州醫科大學環境與公共衛生學院，浙江溫州325035）

目的：研究低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎運動行為的影響。方法：用0、10、20、40、80、100 μg/L的氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎進行處理，進行畸形表型及濃度效應分析。研究0、2.5、5、10 μg/L的低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎自主運動、接觸反應、自由泳動等運動行為的影響。結果：氯氟氰菊酯暴毒斑馬魚胚胎的主要畸形表型為心包囊腫大、脊柱和尾部彎曲、卵黃囊腫大等。與對照組比，20 μg/L及以上濃度暴露下斑馬魚胚胎的畸形率顯著提高（P＜0.05），而10 μg/L氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎無明顯致畸效應。氯氟氰菊酯在胚胎受精后120 h（120 hpf）的半數致畸濃度（EC50）為38.61 μg/L。運動行為檢測結果顯示，2.5 μg/L暴露下斑馬魚胚胎的自主運動頻率在19、21和22 hpf時顯著升高（P＜0.05），10 μg/L氯氟氰菊酯暴露下胚胎的自主運動頻率在20和21 hpf時顯著下降（P＜0.05），且峰值由21 hpf延遲到22 hpf；5、10 μg/L組胚胎在27和48 hpf時對接觸反應的運動距離呈顯著下降（P＜0.05）；10 μg/L氯氟氰菊酯顯著降低了仔魚的自由泳動速度（P＜0.01）。結論：氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎有嚴重的致畸效應，且呈現劑量依賴性。對斑馬魚胚胎無明顯致畸效應的低劑量氯氟氰菊酯即可顯著影響其自主運動、接觸反應、自由泳動等發育早期的運動行為。

氯氟氰菊酯；斑馬魚；胚胎發育；運動行為

擬除蟲菊酯類殺蟲劑是在天然除蟲菊素基礎上迅速發展的一類高效安全的新型農藥，廣泛應用于農作物及衛生害蟲的防治。研究表明菊酯類殺蟲劑具有神經毒性［1］，發育期的神經系統對某些特異性菊酯類殺蟲劑更加敏感［2］。有報道稱孕婦、兒童甚至嬰幼兒尿液中均含有擬除蟲菊酯類農藥代謝產物［3］，提示嬰幼兒在生長發育階段也會處于低濃度水平擬除蟲菊酯類殺蟲劑的暴露之中。因此，有必要研究模擬環境水平的低劑量擬除蟲菊酯類殺蟲劑的發育神經毒性效應。

斑馬魚具有體型小、易飼養繁殖、體外受精、產卵量大、胚胎透明、發育快等獨特優勢，其神經系統與人類非常相似，相關基因與人類神經系統的同源基因具有高度保守性，是一種良好的發育神經毒性評價模型［4］。相對于傳統的死亡、畸形等毒理學指標，神經行為學指標更加敏感特異，是發育神經毒性評價的一項重要指標［5］。斑馬魚在正常發育早期逐步出現自主運動、接觸反應和自由泳動等幾個穩定的運動行為特征［6］，特別適合于高通量篩選的行為學評價［7］。本研究以斑馬魚胚胎為研究對象，選擇I I型擬除蟲菊酯類殺蟲劑的典型代表氯氟氰菊酯為受試物，考察低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎運動行為的影響，為進一步確認其發育神經毒性提供基礎。

1　材料和方法

1.1材料

1.1.1主要試劑：氯氟氰菊酯標準品（純度＞99%，美國Sigma公司），二甲基亞砜（DMSO）（純度＞99%，碧云天生物技術有限公司），其他試劑均為分析純。1.1.2 實驗動物：無病原體AB品系斑馬魚（引自美國Oregon州立大學）

1.1.3主要設備：全封閉斑馬魚循環養殖孵化系統（美國AHAB公司），光照恒溫培養箱（RXZ-300C，寧波江南儀器廠），體式顯微鏡（Nikon SMZ1500，上海千欣儀器有限公司），斑馬魚行為分析系統（Video Track 3.5，法國Viewpoint Life Science公司），精密電子天平（Satorius BS124S，北京賽多利斯儀器系統有限公司），旋渦混合器（XW-80，上海醫科大學儀器廠），超純水器（UPWS-1-20T，杭州永潔達凈化科技有限公司），pH計（Delta 320，上海峰至儀器有限公司）。

1.2方法

1.2.1斑馬魚飼養及胚胎收集：斑馬魚飼養在全封閉斑馬魚循環養殖系統中進行，早晚定時喂食鹽水豐年蟲幼體，中午喂食成魚顆粒狀飼料。飼養水溫為（26±1）℃，pH值為6.5～7.5，光周期為14 h光照、10 h黑暗。胚胎收集前1天晚上將健康性成熟斑馬魚按雌雄1∶1配對放入孵化箱內混養，次日早上燈亮后0.5 h開始收集。胚胎收集完，經清洗、挑選后移入斑馬魚胚胎培養液中，于28 ℃光照培養箱中培養待用。按照Kimmel等［8］描述對斑馬魚胚胎發育階段進行分期。

1.2.2氯氟氰菊酯毒液的配制及半數致畸濃度（EC50）測定：稱取適量氯氟氰菊酯粉末溶于DMSO，配制成高濃度貯備液，再用DMSO分別稀釋成不同濃度的母液，置于4 ℃冰箱備用。實驗前，分別用胚胎培養液將不同濃度的母液稀釋1 000倍，配制成染毒工作液（此工作液中的DMSO濃度為0.1%，該濃度對胚胎發育無顯著影響）。參照文獻［9］報道的氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎的暴露濃度，設置6個實驗濃度組，分別為：0（對照組）、10、20、40、80、100 μg/L。使用96孔無菌細胞培養板作為染毒器具，每孔分別加入300 μL上述濃度的氯氟氰菊酯溶液，放入1枚經鏡檢發育正常的受精后6 h（6 hpf）的胚胎，并置于28 ℃光照培養箱中培養，染毒至120 hpf。每個實驗濃度組用40枚胚胎。染毒期間每2 d更換毒液，加蓋后用保鮮膜封好以避免實驗濃度的改變。每隔24 h在體式顯微鏡下觀察胚胎發育，挑出死亡和畸形胚胎，并記錄數目。畸形胚胎包括色素發育不全、孵化不成功、脊柱彎曲、尾部彎曲、卵黃囊腫大、心包囊腫大、游囊關閉、身體側翻、腦部壞死等。記錄120 hpf時各個染毒濃度組的畸形胚胎總數（包含死亡胚胎數），畸形率=畸形胚胎數/胚胎總數。該實驗用不同批次和親本來源的斑馬魚胚胎重復4次。調用SPSS軟件中的概率單位模型估算氯氟氰菊酯的EC50大小。

1.2.3自主運動分析［10］：參照氯氟氰菊酯的濃度效應分析（10 μg/L濃度對斑馬魚胚胎無致畸效應），將胚胎分為4組，分別用0、2.5、5、10 μg/L氯氟氰菊酯暴毒處理，每組20枚健康胚胎。染毒方法同上。自主運動記錄在室溫27～28 ℃下適應5 min后進行，在裝有CCD的體式顯微鏡下錄像，記錄從18 hpf至25 hpf（每小時記錄1次）1 min內斑馬魚胚胎的自主運動（表現為尾部自主的左右擺動），計數。實驗重復3次。

1.2.4 接觸反應分析［11］：染毒方法同上。以氯氟氰菊酯濃度為0、2.5、5、10 μg/L進行暴露染毒，每組20枚健康胚胎。在27和48 hpf時期，用專用小針輕輕碰觸斑馬魚尾部背側，進行接觸反應實驗，以對接觸刺激做出逃生反應的胚胎運動的距離為終值進行比較。實驗重復3次。

1.2.5運動活力分析［10］：挑選正常發育的6 hpf階段的胚胎，分別加入到含不同濃度氯氟氰菊酯（0、2.5、5、10 μg/L）的96孔板中，每孔300 μL毒液及1枚胚胎，每組24枚健康胚胎。光照培養箱中暴毒培養到96 hpf后，在顯微鏡下觀察仔魚的發育情況，將無明顯畸形及其他行為異常的個體經胚胎培養液漂洗，脫毒后轉入到有新鮮培養液的24孔板中，每孔2 mL 培養液及1個仔魚，恢復培養至120 hpf，用于運動活力分析。檢測前在體視顯微鏡下觀察仔魚的游囊及發育行為和運動姿勢是否正常（異常個體行為不納入統計范圍）。仔魚在行為分析儀Zebrabox中適應10 min后，在Tracking模式下檢測仔魚自由泳動，運動活力檢測時間為20 min。實驗重復3次。

1.3統計學處理方法 采用SPSS16.0統計軟件進行分析，數據作圖采用GraphPad Prism 6軟件完成。實驗數據以±s的方式給出，方差齊性檢驗采用Levene檢驗，多組樣本均數比較采用單因素方差分析（One-way ANOVA），兩兩比較方差齊者采用LSD Least-significant dif-ference）檢驗，方差不齊者進行Kruskal-Wallis檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎發育的畸形效應氯氟氰菊酯暴毒斑馬魚胚胎中普遍存在的畸形效應為心包囊腫大、脊柱和尾部彎曲、卵黃囊腫大、身體側翻等，見圖1A。暴露于氯氟氰菊酯的胚胎在120 hpf時的畸形率具有劑量依賴效應，即與暴露濃度成正比（見圖1B）。與對照組相比，20 μg/L及以上濃度暴露下斑馬魚胚胎的畸形率顯著提高（P ＜0.05），100 μg/L暴露下斑馬魚胚胎的畸形率增加到（87.50±6.21）%（P＜0.01），10 μg/L氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎無明顯致畸效應。概率單位法估算氯氟氰菊酯的EC50=38.61 μg/L，95%置信區間為31.84～46.71 μg/L。

圖1　氯氟氰菊酯染毒斑馬魚胚胎120 hpf時的畸形表型及劑量效應分析

圖2　低劑量氯氟氰菊酯染毒斑馬魚胚胎在18～25 hpf時期1 min內自主運動次數（n=20）

2.2低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎自主運動的影響 對照組胚胎18～21 hpf期間自主運動頻率逐漸增加，而在21～25 hpf期間自主運動頻率逐漸下降（見圖2）。在18 hpf時自主運動頻率為3.02± 0.38，在21 hpf時達到峰值7.48±0.59，而在25 hpf時又下降至3.84±0.28。與對照組相比，2.5μg/L暴露下斑馬魚胚胎的自主運動頻率在18～23 hpf時均表現為上升趨勢，在19 hpf時顯著升高至4.98±0.28（P＜0.05），21 hpf時的高峰值顯著升高至8.48±0.63（P＜0.05），22 hpf時顯著上升至6.12±0.56（P＜0.05）；而在24～25 hpf時的自主運動頻率略微下降。與之相反，10 μg/L氯氟氰菊酯暴露下胚胎的自主運動頻率在18～21 hpf時均較對照組表現為下降趨勢，20 hpf時顯著下降至4.81±0.56（P＜0.05），21 hpf時顯著下降至4.96±0.38（P＜0.05）；值得注意的是，10 μg/L氯氟氰菊酯暴露下，胚胎的自主運動頻率高峰值由21 hpf延遲到22 hpf，且高峰值降至6.02±0.65。5 μg/L氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎18～25 hpf期間的自主運動頻率無明顯影響。

2.3低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎接觸反應的影響 與對照組相比，暴露于各個低濃度氯氟氰菊酯的胚胎在27、48 hpf時對接觸反應的運動距離基本呈下降趨勢，見圖3。在27 hpf，對照組胚胎對接觸反應的運動距離為78.48±14.19，而5、10 μg/L組胚胎的運動距離顯著下降至49.38±7.96 （P＜0.05）和24.16±6.42（P＜0.01）；在48 hpf，對照組對接觸反應的運動距離為158.79±25.32，而5、10 μg/L組胚胎則顯著下降至81.31±15.63 （P＜0.01）和73.25±12.46（P＜0.01）。2.5 μg/L氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎的接觸反應無明顯影響。

圖3　低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎接觸反應的影響（n=20）

2.4低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚仔魚運動活力的影響 6～96 hpf期間暴露于低劑量氯氟氰菊酯的胚胎，在120 hpf的仔魚運動活力見圖4。對照組仔魚自由泳動的平均速度為（1.96±0.14）mm/s，2.5、5、10 μg/L組的平均運動速度分別為2.06±0.22，1.68±0.30和1.41±0.14（P＜0.01），10 μg/L氯氟氰菊酯顯著降低了仔魚的自由泳動速度。

圖4　低劑量氯氟氰菊酯染毒下斑馬魚仔魚自由泳動的平均速度（n=24）

3　討論

隨著擬除蟲菊酯殺蟲劑的使用量不斷增加，其潛在的人體健康風險問題越來越受到關注，特別是對嬰幼兒等敏感人群神經發育的影響。Demicco等［9］首次利用斑馬魚模型研究了6種菊酯類農藥的發育神經毒性。本研究結果進一步表明，對斑馬魚胚胎無明顯致畸效應的低劑量氯氟氰菊酯（10 μg/L）即可顯著影響其自主運動、接觸反應、自由泳動等發育早期的運動行為，提示低劑量菊酯類殺蟲劑具有潛在的發育神經毒性。

本研究發現，在發育早期（6～120 hpf）暴露于氯氟氰菊酯導致斑馬魚胚胎出現一系列畸形表型，多種畸形效應往往同時出現在較高濃度染毒組，各組畸形效應在72 hpf時開始出現，到120 hpf時畸形率增加。本研究中畸形表型分析與其他學者的研究結果基本一致，如王健等［12］發現，在48 hpf以后，經高效氯氰菊酯溶液處理的胚胎會表現出不同程度的毒性反應，包括體軸彎曲、心包囊腫、獨眼和死亡，在0.1 mg/L濃度下，畸形率顯著增加。徐永學等［13］研究發現氯氰菊酯暴露組斑馬魚胚胎在24 hpf前形態上未出現明顯異常，48 hpf以后表現出體軸彎曲、心包囊腫等不同程度的毒性反應癥狀。另外，本研究的劑量效應分析表明，10 μg/L氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎發育無明顯影響，為后續研究氯氟氰菊酯的低劑量效應提供了準確的濃度設置范圍。由于我們采用96孔板進行暴露和培養，避免了胚胎之間的交叉感染等因素，因而劑量結果更加準確可靠。

本研究重點考察了低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎運動行為的影響，以此來間接反應其發育神經毒性效應。胚胎尾部的自主運動是斑馬魚發育的初期運動特征，運動信號直接由脊椎神經元傳出而不經過腦部神經［6］。17 hpf時，功能神經元與體節相連接，斑馬魚胚胎開始自主運動，而后隨著運動神經系統的發育，這種非神經中樞控制的運動就逐漸減少［14］。與之一致，本研究中對照組胚胎從自主運動發生開始，到21 hpf時該運動頻率達到一個峰值，再逐漸減少。本研究結果還顯示低劑量氯氟氰菊酯暴露可改變斑馬魚的自主運動頻率，表現為2.5 μg/L暴露可顯著上調19、21、22 hpf期的自主運動；而10 μg/L暴露則顯著抑制20～21 hpf期的自主運動，且10 μg/L染毒組胚胎自主運動到達峰值的時間延遲了1 h，表明低劑量氯氟氰菊酯對胚胎發育有短時間的抑制作用，這可能與軀干肌肉或神經支配異常有關［14］。其他研究學者也報道過類似的研究結果，如Jim等［15］研究發現，不同濃度的聯苯菊酯染毒可顯著提高斑馬魚胚胎24 hpf期的自主運動頻率，這與本研究中2.5 μg/L氯氟氰菊酯暴露對胚胎自主運動的影響相似。Huang等［10］利用斑馬魚胚胎研究了全氟辛烷磺酸的行為毒性效應，結果表明對照組胚胎在18 hpf時自主運動能夠達到峰值，而全氟辛烷磺酸染毒組的峰值延遲1至2 h，同樣說明其對胚胎發育有短暫抑制效應。對發育中的哺乳動物的神經行為效應研究表明，菊酯類農藥可特異性作用于電壓敏感鈉離子通道而導致神經毒性［2］，其對斑馬魚胚胎自主運動的影響是否由于通過靶向鈉離子通道而引起尚需進一步研究。

在斑馬魚的發育過程中，胚胎對于接觸刺激的反應開始于21 hpf，在27 hpf時得到進一步的發育完善［6］，它被認為是斑馬魚逃避反應的發育開端。接觸反應是在斑馬魚尾部受到刺激后，Rohon-Beard感覺神經元迅速興奮，引起脊柱運動神經元及其支配的肌肉纖維的共同作用下產生的運動行為［16］。本研究表明，5、10 μg/L氯氟氰菊酯處理組斑馬魚胚胎在27、48 hpf時接觸反應的運動距離顯著低于對照組。其他不同化合物對斑馬魚胚胎接觸反應的影響也有過類似報道，如有研究表明，與對照組相比，四溴雙酚A染毒組斑馬魚在27、36、48 hpf時的接觸反應能力顯著降低［11］。不同濃度的雷帕霉素暴露對斑馬魚胚胎的接觸反應能力有顯著影響，低濃度表現為促進，而高濃度表現為抑制［17］。Rohon-Beard感覺神經元迅速進入活化狀態是接觸反應的細胞基礎，多種神經毒物的暴露可引起斑馬魚Rohon-Beard感覺神經元的發育缺陷［18］。因此，本研究中低劑量氯氟氰菊酯的暴露可能引起早期發育期斑馬魚Rohon-Beard感覺神經元的損傷，使其對尾部的刺激變得遲鈍，導致其對接觸刺激無法做出迅速反應。菊酯類殺蟲劑對斑馬魚胚胎接觸反應相關神經元的損傷作用及機制尚需深入研究。

正常發育的斑馬魚仔魚在96～120 hpf階段開始陸續出現張開的游囊組織，由卵黃囊提供營養和能量，使其具有自由泳動的能力，其運動能力也最能反應環境污染物質對機體造成的代謝，神經及肌肉等組織或器官功能的毒性［5］。為了進一步研究低劑量氯氟氰菊酯對于斑馬魚神經行為的影響，我們考察了在光照條件下20 min內仔魚的平均運動速度。結果表明，10 μg/L氯氟氰菊酯暴露即可顯著降低仔魚的自由泳動速度。與本研究類似，Jim等［15］研究了不同濃度的聯苯菊酯對斑馬魚仔魚運動活力的影響，結果表明，3～84 hpf時期暴露于50、100、200 μg/L聯苯菊酯的斑馬魚胚胎，在96 hpf時期的運動活力呈顯著下降。而值得注意的是，Huang等［10］的研究表明，自6 hpf染毒至96 hpf后脫毒的仔魚，第5天的泳速隨濃度的升高呈“倒U型”，而僅僅在144 hpf時染毒1 h的仔魚，泳速隨濃度升高而升高，這種效應在其他幾種神經毒物中也同樣出現［19］。相對長時間染毒導致的仔魚運動活力下降與肌肉組織受損及神經肌肉協調性阻斷有關［20］，因此，本研究中10 μg/L氯氟氰菊酯較長時間暴露可能損害了斑馬魚胚胎的肌肉組織與其神經肌肉的協調性，其具體神經機制還需要進一步研究。

［1］RAY D E， FRY J R. A reassessment of the neurotoxicity of pyrethroid insecticides［J］. Pharmacol Ther， 2006， 111（1）：174-193.

［2］SHAFER T J， MEYER D A， CROFTON K M. Developmental neurotoxicity of pyrethroid insecticides： critical review and future research needs［J］. Environ Health Perspect，2005， 113（2）： 123-136.

［3］LU C， BARR D B， PEARSON M A， et al. The attribution of urban and suburban children's exposure to synthetic pyrethroid insecticides： a longitudinal assessment［J］. J Expo Sci Environ Epidemiol， 2009， 19（1）： 69-78.

［4］LEIN P， LOCKE P， GOLDBERG A. Meeting report： alternatives for developmental neurotoxicity testing［J］. Environ Health Perspect， 2007， 115（5）： 764-768.

［5］SELDERSLAGHS I W， HOOYBERGHS J， DE C W， et al. Locomotor activity in zebrafi sh embryos： a new method toassess developmental neurotoxicity［J］. Neurotoxicol Teratol，2010， 32（4）： 460-471.

［6］SAINT A L， DRAPEAU P. Time course of the development of motor behaviors in the zebrafi sh embryo［J］. J Neurobiol，1998， 37（4）： 622-632.

［7］RIHEL J， PROBER D A， ARVANITES A， et al. Zebrafi sh behavioral profiling links drugs to biological targets and rest/wake regulation［J］. Science， 2010， 327 （5963）： 348-351.

［8］KIMMEL C B， BALLARD W W， KIMMEL S R， et al. Stages of embryonic development of the zebrafi sh［J］. Dev Dyn，1995， 203（3）： 253-310.

［9］DEMICCO A， COOPER K R， RICHARDSON J R， et al. Developmental neurotoxicity of pyrethroid insecticides in zebrafi sh embryos［J］. Toxicol Sci， 2010， 113 （1）： 177-186.

［10］HUANG H， HUANG C， WANG L， et al. Toxicity， uptake kinetics and behavior assessment in zebrafi sh embryos following exposure to perfluorooctanesulphonicacid （PFOS）［J］. Aquat Toxicol， 2010， 98（2）： 139-147.

［11］白承連, 鄭易, 李星馳, 等. 四溴雙酚A對斑馬魚胚胎發育毒性和神經毒性研究[J]. 中國藥事, 2013, 27(3): 292-297.

［12］王健, 劉麗麗, 余凱敏, 等. 高效氯氰菊酯對斑馬魚胚胎毒性的研究[J]. 生物技術通報, 2014, 10: 223-229.

［13］徐永學, 劉麗麗, 王健, 等. β-氯氰菊酯對斑馬魚胚胎的發育毒性[J]. 中國藥理學與毒理學雜志, 2013, 27(2): 256-262.

［14］FRAYSSE B， MONS R， GARRIC J. Development of a zebrafish 4-day embryo-larval bioassay to assess toxicity of chemicals［J］. Ecotoxicol Environ Saf， 2006， 63（2）： 253-267.

［15］JIM M， ZHANG X， WANG L， et al. Developmental toxicity of bifenthrin in embryo-larval stages of zebrafish［J］. Aquat Toxicol， 2009， 95（4）： 347-354.

［16］BRUSTEIN E， SAINT A L， BUSS R， et al. Steps during the development of the zebrafi sh locomotor network［J］. J Physiol Paris， 2003， 97（1）： 77-86.

［17］陳將飛, 馬雪, 蓋增鑫, 等. 雷帕霉素(RAP)對斑馬魚胚胎的發育、運動行為和免疫毒性的影響[J]. 環境化學, 2014, 33(4): 556-561.

［18］JACOBSON S M， BIRKHOLZ D A， MCNAMARA M L，et al. Subacute developmental exposure of zebrafi sh to the organophosphate pesticide metabolite， chlorpyrifos-oxon，results in defects in Rohon-Beard sensory neuron development［J］. Aquat Toxicol， 2010， 100（1）： 101-111.

［19］IRONS T D， MACPHAIL R C， HUNTER D L， et al. Acute neuroactive drug exposures alter locomotor activity in larval zebrafish［J］. Neurotoxicol Teratol， 2010， 32（1）： 84-90.

［20］FENT K， MEIER W. Tributyltin-induced effects on early life stages of minnows Phoxinus phoxinus［J］. Arch Environ Contam Toxicol， 1992， 22（4）： 428-438.

（本文編輯：趙翠翠，丁敏嬌）

Effect of low-dose cyhalothrin on motor behavior in zebrafi sh embryos

GUO Yingzi1, LUAN Ya’nan1, ZHOU Yuling1, BAI Chenglian2, REN Xiangpeng1. 1.Laboratory Center, the Eye Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325027; 2.School of Public Health and Environment, Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325035

Objective: To study the effects of low-dose cyhalothrin on motor behavior in zebrafish embryos. Methods: The dose-response effects and malformation phenotype were evaluated by observing zebrafi sh embryos exposed to different concentrations of 0， 10， 20， 40， 80， 100 μg/L cyhalothrin solutions. The impact of low-dose of 0， 2.5， 5， 10 μg/L cyhalothrin on several motor behaviors in zebrafi sh embryos was then explored，including embryonic spontaneous movement， touch response and larval swimming speed. Results: The predominant malformation phenotypes observed in surviving embryos were edema of pericardialsac， bent spine， curved tail and yolk sac edema. Compared with the control group， zebrafi sh embryos exposed to 20 μg/L and above concentrations showed signifi cantly increased malformation rate （P＜0.05）， while 10 μg/L cyhalothrin exhibited no infl uence on embryonic development. Cyhalothrin concentration that led to 50% malformations （EC50） of the embryos at 120 hours post fertilization （hpf） was 38.61 μg/L. A series of motor behavior tests revealed that embryos exposed to 2.5 μg/L cyhalothrin displayed remarkably elevated spontaneous movement frequency at 19， 21 and 22 hpf （P＜0.05）， while this frequency was decreased in embryos treated with 10 μg/L cyhalothrin at 20-21 hpf （P＜0.05）； besides， 5， 10 μg/L cyhalothrin exposure induced markedly reduction of touch response movement in zebrafi sh embryos at both 27 and 48 hpf （P＜0.05）； moreover， 10 μg/L cyhalothrin reduced larval swimming movement speed at 120 hpf （P＜0.01）. Conclusion: Cyhalothrin causes severe embryonic toxicity in a dosedependent manner. Low dose of cyhalothrin exposure which shows no effect on embryonic development signifi -cantly alters several motor behaviors at early life stage.

cyhalothrin； zebrafi sh； embryonic development； motor behavior

R994.6

A DOI: 10.3969/j.issn.2095-9400.2016.07.002

2016-01-18

國家自然科學基金資助項目（31101680）；溫州醫學院科研啟動項目（QTJ09019）。

郭櫻子（1993-），女，湖北仙桃人，碩士生。

任湘鵬，副研究員，Email：renxpeng@wmu.edu.cn。