英國科學家日前利用基因工程技術(shù)培育出一種身體內(nèi)外都能發(fā)出綠光的斑馬魚,。他們希望通過觀察這種斑馬魚來查出污染物會在魚體內(nèi)部如何作用，會對魚體產(chǎn)生哪些影響,，從而解決一些醫(yī)學難題,。
據(jù)悉,，很多工業(yè)產(chǎn)品都含有內(nèi)分泌干擾物成分，例如塑料制品和多種避孕藥,。這些化學成分若是進入人體或者動物體內(nèi),，會在一定程度上扮演著性激素的角色，從而導致出現(xiàn)一系列生育問題,。此前已有研究發(fā)現(xiàn),，內(nèi)分泌干擾物可導致魚類改變性別，并且也有研究發(fā)現(xiàn),，男性精子數(shù)量下降,、乳腺癌及睪丸癌都或多或少同內(nèi)分泌污染物存在一定的關(guān)聯(lián)。
然而,，科學家要想追蹤查明到底內(nèi)分泌污染物進入動物體內(nèi)或者是人體之后,，會如何作用，產(chǎn)生哪些機理,，其中困難難以克服,。因而有科學家想到可利用發(fā)光斑馬魚來作為載體，觀察內(nèi)分泌污染物在魚體內(nèi)的運作情況,，進而發(fā)現(xiàn)到底這些化學成分作用在了哪些位置,。
英國?？巳卮髮W（University of Exeter）的科學家查爾斯·泰勒（Charles Tyler）表示：“我們通過基因工程技術(shù)，讓這些斑馬魚身體內(nèi)外都能發(fā)出綠光,，目的就是為了觀察內(nèi)分泌干擾物在進入魚體之后,，會如何運作，具體會在哪些器官上產(chǎn)生作用,。這種基因工程技術(shù)不會影響到內(nèi)分泌干擾物對于魚體的作用情況,，不會對實驗結(jié)果產(chǎn)生任何影響，但卻為科學家提供了極大便利,，我們通過熒光顯微鏡,，就能夠清楚的看到這些化學成分會對哪些魚體組織產(chǎn)生影響及何種影響。這一研究結(jié)果會對內(nèi)分泌干擾物在人體的作用情況提供寶貴的參考價值,。”泰勒也是此次研究的帶頭人。
泰勒及他所領(lǐng)導的科研團隊首先設(shè)置了多種可影響荷爾蒙激素分泌的化學環(huán)境,，其中包括乙炔雌二醇（避孕藥常用成分）化學環(huán)境,、壬基苯酚（油漆及工業(yè)洗滌劑常用成分）化學環(huán)境和雙酚A（多數(shù)塑料常用成分）化學環(huán)境，隨后再將這些經(jīng)過基因工程改造過的斑馬魚暴露在這些化學環(huán)境當中,。
這些化學物質(zhì)目前已成為主要的淡水污染物,，可導致生育能力下降，并且增加人類患上癌癥風險,?？茖W家根據(jù)不同污染物，設(shè)置出不同的化學環(huán)境,，并且調(diào)節(jié)其中的污染物濃度,，來查明這些污染物的作用機理-通過顯微鏡觀察到底魚體的哪個部分或者器官會發(fā)光，即表明污染物作用在了哪些地方,。
實驗所得數(shù)據(jù)會為不同內(nèi)分泌干擾物的作用機理及作用位置提供參考,。例如，科學家通過觀察發(fā)現(xiàn),，雙酚A同心臟疾病存在關(guān)聯(lián),，這一結(jié)果也符合此前的相關(guān)研究。泰勒表示：“我們發(fā)現(xiàn)這只處于雙酚A化學環(huán)境的斑馬魚心臟部位在發(fā)光,，于是我們可以針對這只斑馬魚的心臟部位,，進一步查明雙酚A的作用機理。”
泰勒及其同事還發(fā)現(xiàn),，化學物質(zhì)也可對斑馬魚的眼睛及骨骼肌產(chǎn)生作用,。泰勒表示：“在實驗之前，多數(shù)科學家可能都會認為,，這些內(nèi)分泌干擾物只會影響魚類的肝臟,、睪丸或者是卵巢,，但實際上，這些化學成分作用范圍要廣得多,，甚至包括大腦,。”
不過如今，熒光技術(shù)只能針對剛出生6天以內(nèi)的斑馬魚來使用,，因為過了這段時間,，斑馬魚的皮膚會因色素沉淀干擾到觀察結(jié)果。泰勒表示：“實驗的下個階段需要培育出皮膚缺乏色素的魚類品種,，從而讓科學家也能觀察成年魚類對于內(nèi)分泌干擾物的熒光反應(yīng),。”(生物谷：Bioon.com)
doi:10.1289/ehp.1104433
PMC:
PMID:
Biosensor Zebrafish Provide New Insights into Potential Health Effects of Environmental Estrogens
Okhyun Lee, Aya Takesono, Masazumi Tada, Charles R. Tyler, Tetsuhiro Kudoh
Background: Environmental estrogens alter hormone signaling in the body that can induce reproductive abnormalities in both humans and wildlife. Available testing systems for estrogens are focused on specific systems such as reproduction. Crucially, however, the potential for significant health impacts of environmental estrogen exposures on variety of body systems may have been overlooked.
Objective: Our aim was to develop and apply a sensitive transgenic zebrafish model to assess real time effects of environmental estrogens on signaling mechanisms in a whole body system for use in integrated health assessments.
Methods: We created a novel transgenic biosensor zebrafish containing an estrogen inducible promoter derived with multiple tandem estrogen responsive elements (EREs) and a Gal4ff-UAS system for enhanced response sensitivity.
Results: Applying our novel estrogen responsive TG zebrafish we identified target tissues for environmental estrogens with very high sensitivity, including for environmentally relevant exposures. Exposure of the TG fish to estrogenic endocrine disrupting chemicals (EDCs) induced specific GFP expressions in a wide variety of tissues including the liver, heart, skeletal muscle, otic vesicle, forebrain, lateral line and ganglions, most of which have not been established previously as targets for estrogens in fish. Furthermore, we found that different EDCs induced GFP expression with different tissue response patterns and time trajectories, suggesting different potential health effects.
Conclusion: We have developed a powerful new model for understanding toxicological effects, mechanisms, and health impacts of environmental estrogens in vertebrates.
