线粒体氧化应激在纳米塑料致刺参毒性中的作用研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31902360
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C1901.水产学基础
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
As a new contaminant, nanoplastics (NPs) have attracted extensive attention in recent years. NPs exposure in maricultural environment has posed a potential threat to the healthful breeding of aquatic animals. Sea cucumber Apostichopus japonicus, a typical benthonic animal with the characteristics of sedimental filter-feeding, is an important mariculture species in China. It has great capacity of enriching pollutants and relatively higher sensibility. However, study on the biological effect and toxicity mechanism of NPs to sea cucumber has not been reported so far. This project will be carried out by using molecular ecotoxicology approaches. Firstly, the toxic effect of sea cucumber exposure to NPs is investigated from the viewpoints of tissue pathology, oxidative damage and energy metabolism, which contributes to the establishment of toxic animal models; and then structure and dysfunction of mitochondrion and changing patterns of mitochondrial pathway are evaluated, to demonstrate the role of mitochondrial oxidative stress in the toxic effect of sea cucumber exposure to NPs, and to preliminarily reveal the mechanism of toxication. The present study will provide scientific basis for the ecological risk assessment of NPs pollution and their potential impacts on the seafood quality and safety.
纳米塑料作为一种新型污染物近年来受到广泛关注,海水养殖环境中暴露的纳米塑料对水产动物的健康养殖构成潜在威胁。刺参是我国重要的海水养殖品种,属典型的沉积物滤食特征的底栖动物,对污染物的富集能力强且敏感性较高。然而目前,有关纳米塑料对刺参的生物效应及其致毒机理尚未见报道。本项目拟采用分子生态毒理学方法,首先从组织病理、氧化胁迫和能量代谢等方面研究纳米塑料暴露诱发刺参的毒性效应,并构建毒性动物模型;然后通过研究纳米塑料胁迫条件下刺参线粒体结构和功能紊乱,以及线粒体凋亡途径变化,阐明线粒体氧化应激在纳米塑料致刺参毒性中的作用,初步揭示纳米塑料对刺参的致毒机理,为纳米塑料污染的生态风险评估及其对水产品质量安全的潜在影响提供科学依据。
结项摘要
纳米塑料作为一种新型污染物近年来受到广泛关注,海水养殖环境中暴露的纳米塑料对水产动物的健康养殖构成潜在威胁。刺参是我国重要的海水养殖对象,属典型的沉积物滤食特征的底栖动物,对污染物的富集能力强且敏感性较高。然而目前,有关纳米塑料对刺参的生物效应及其致毒机理鲜有报道。本项目采用分子生态毒理学方法结合IBR混合标志物模型发现,纳米塑料暴露对刺参生长、抗氧化能力和免疫应答的毒性显著高于微米级塑料,并且耐氨氮和抗病能力更低。不同官能团纳米塑料在刺参体组织中的积累量和毒性效应因粒径不同而存在显著差异。纳米塑料不仅诱导了刺参肠道和呼吸树的氧化应激,而且导致其能量代谢障碍和线粒体功能异常。随着纳米塑料暴露浓度的不断升高,刺参原代细胞结构损伤加剧,细胞凋亡率显著增加,线粒体膜通透性转运孔开放活性显著增强,膜电位呈明显下降趋势,同时线粒体呼吸链复合酶Ⅰ-Ⅴ活性显著降低,活性氧含量升高,ATP含量显著减少,说明纳米塑料影响了刺参线粒体结构和功能。高剂量的纳米塑料暴露造成了刺参细胞DNA损伤,并通过细胞色素C释放激活线粒体介导的凋亡通路,进而引起细胞凋亡。以上研究结果,阐明了线粒体氧化应激在纳米塑料致刺参毒性中的作用,初步揭示了纳米塑料对刺参的致毒机理,为纳米塑料污染的生态风险评估及其对水产品质量安全的潜在影响提供科学依据。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Bioaccumulation of functionalized polystyrene nanoplastics in sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka, 1867) and their toxic effects on oxidative stress, energy metabolism and mitochondrial pathway
功能化聚苯乙烯纳米塑料在刺参(Selenka,1867)中的生物累积及其对氧化应激、能量代谢和线粒体途径的毒性作用
- DOI:10.1016/j.envpol.2023.121015
- 发表时间:2023
- 期刊:Environmental Pollution
- 影响因子:8.9
- 作者:Yuanxue Gu;Dongxue Xu;Ji Liu;Yanru Chen;Jinye Wang;Yize Song;Baiqin Sun;Bin Xia
- 通讯作者:Bin Xia
仿刺参腐皮综合征病原灿烂弧菌 RPA-Cas13a 检测方法的建立
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:水产科学
- 影响因子:--
- 作者:刘骥;陈艳茹;侯竹美;徐冬雪;谷元雪;宋文琦;宋宜泽;夏斌
- 通讯作者:夏斌
Adverse effects of dietary virgin (nano)microplastics on growth performance, immune response, and resistance to ammonia stress and pathogen challenge in juvenile sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka)
膳食原生(纳米)微塑料对幼年刺参(Selenka)生长性能、免疫反应以及对氨胁迫和病原体挑战的抵抗力的不利影响
- DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.127038
- 发表时间:2022
- 期刊:Journal of Hazardous Materials
- 影响因子:13.6
- 作者:Ji Liu;Dongxue Xu;Yanru Chen;Chunyan Zhao;Lanhao Liu;Yuanxue Gu;Yichao Ren;Bin Xia
- 通讯作者:Bin Xia
Biosynthesis and Isotopic Routing of Dietary Protein by Sea Cucumber Apostichopus japonicus (Selenka): Evidence from Compound-Specific Carbon Stable Isotope Analysis
海参膳食蛋白的生物合成和同位素路由:来自化合物特异性碳稳定同位素分析的证据
- DOI:10.1021/acs.jafc.1c04731
- 发表时间:2021
- 期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry
- 影响因子:6.1
- 作者:Dongxue Xu;Ji Liu;Yuanxue Gu;Yanru Chen;Chunyan Zhao;Guohua Sun;Yichao Ren;Chao Li;Bin Xia
- 通讯作者:Bin Xia
ChIP-seq assay revealed histone modification H3K9ac involved in heat shock response of the sea cucumber Apostichopus japonicus
ChIP-seq 分析揭示组蛋白修饰 H3K9ac 参与海参的热休克反应
- DOI:--
- 发表时间:2022
- 期刊:Science of the Total Environment
- 影响因子:9.8
- 作者:Dongxue Xu;Huahua Fang;Ji Liu;Yanru Chen;Yuanxue Gu;Guohua Sun;Bin Xia
- 通讯作者:Bin Xia
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