近期，南方科技大學環境科學與工程學院講席教授鄭春苗團隊在生態毒理學領域取得系列重要研究進展，相關成果分別在Environmental Science & Technology (ES&T) 和Environment International (EI) 等知名刊物上發表。
圖1. 國際環境領域頂級刊物ES&T封面文章
團隊研究分析指出，內分泌干擾物雙酚S對魚類具有明顯心臟毒性效應。研究人員通過基因組學分析，預測了斑馬魚從胚胎到幼魚階段過程中心臟功能受損情況。團隊還通過生物通路分析，首次解析了雙酚S造成心臟毒性的機理，闡明瞭雙酚S通過調節免疫因子，造成組織炎症而干擾心臟功能的可能性。該成果近期以“Transcriptomic Responses of Bisphenol S Predict Involvement of Immune Function in the Cardiotoxicity of Early Life-Stage Zebrafish (Danio rerio)”為題發表在環境領域頂級期刊Environmental Science & Technology上，並被選作為封面文章。
圖2. 轉錄組學預測雙酚S在斑馬魚發育早期對心臟疾病和免疫系統的干擾作用
團隊還對內分泌干擾物雙酚類化合物的氧化應激和免疫干擾效應進行了深入研究。雙酚類化合物被工業界認為是安全的雙酚A替代物而被廣泛應用，然而，團隊成果系統說明了環境水平的雙酚S和雙酚F具有和雙酚A類似和相當水平的毒性效應，能夠誘導活性氧生成，造成氧化壓迫，釋放炎症因子，進而抑制巨噬細胞的吞噬活性，干擾體內免疫系統平衡。相關成果對於保障生態系統安全具有重要意義，並發表在Environmental Pollution, Science of The Total Environment和Chemosphere等期刊上。
圖3. BPS與BPA對魚類免疫毒性的比較
此外，團隊通過斑馬魚和魚類原代細胞對抗生素的毒性進行深入解析。低劑量的抗生素在海洋環境中無處不在，並且可能對水生生物產生負面影響。研究團隊利用高效液相質譜聯用技術檢測了抗生素在深圳市主要流域的分佈水平，並選擇了環境中最常檢出的頭孢噻肟、恩諾沙星、四環素和磺胺間甲氧嘧啶這四種抗生素為研究對象。研究人員通過體外細胞實驗證實，抗生素暴露健康的體外細胞，可能會抑制巨噬細胞的免疫功能，進而減弱機體的抵抗力。實驗也佐證了抗生素濫用對機體危害以及環境濃度抗生素對水生生態系統的影響。
研究還表明，抗生素會激活魚類NF-κB信號通路並誘導NF-κB介導的免疫反應，包括內源性ROS產生、抗氧化酶活性、細胞因子的表達等。相關成果以“Evidence linking exposure of fish primary macrophages to antibiotics activates the NF-kB pathway”為題發表在權威期刊Environment International上。同時，團隊以斑馬魚胚胎為研究模型，分別闡明瞭這四種抗生素的急性毒性大小。研究發現，抗生素對魚類尤其是魚類早期胚胎髮育階段影響較大，表現在干擾魚類體長生長及其代謝系統的發育水平。相關成果發表在Environmental Pollution，Ecotoxicology and Environmental Safety, Science of The Total Environment等期刊上。
圖4. 抗生素激活魚類原代巨噬細胞內NF-κB信號通路
這些研究成果有助於闡明新型汙染物的毒性作用以及毒性機理，也為新型汙染物的生態風險評估提供科學依據。未來，團隊將繼續開展內分泌干擾物及抗生素的毒性研究，並著重解析其通過親代傳遞到子代並對子代的毒性作用及致毒機理。
以上工作主要由鄭春苗及其團隊成員、環境科學與工程學院研究助理教授裘文慧指導完成。近年來，鄭春苗團隊依託廣東省土壤與地下水汙染防控及修復重點實驗室和國家環境保護流域地表水-地下水汙染綜合防治重點實驗室等科研平臺，致力於研究新型汙染物在流域地表水-地下水系統中的賦存形態、歸趨和遷移規律，以及對生態系統和人體健康的風險，旨在為全球變化下水資源（量與質）的可持續利用提供重要的科學依據和先進決策方法，以便更好地應對全球變化加劇的水環境挑戰。
部分論文鏈接：
https://dx.doi.org/10.1021/acs.est.9b06213
https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.105624
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137062
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.01.114
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.02.154
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.124418
https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.01.126
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.09.133
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.10.398
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.04.105
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.11.039
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.09.315
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