趙飛，楊艷羽，汝少國，陳棟，施雪卿，魏朋浩,*

1. 青島理工大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，青島 266033 2. 中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院，青島 266003

內(nèi)分泌干擾物（endocrine disrupting chemicals, EDCs）對于生物體的健康危害已經(jīng)受到廣泛關(guān)注，目前已被證實具有內(nèi)分泌干擾活性的環(huán)境污染物包括農(nóng)藥和除草劑（利谷隆、除草醚和莠去津等）、工業(yè)化合物（雙酚A、多氯聯(lián)苯和壬基酚等）、類固醇雌激素（17α-乙炔雌二醇、17β-雌二醇和己烷雌酚等）和重金屬（砷、鎘和汞等）等[1]。這些EDCs廣泛分布在水、土壤甚至是大氣等環(huán)境介質(zhì)中，已有諸多綜述總結(jié)了這類物質(zhì)對動物內(nèi)分泌系統(tǒng)、發(fā)育過程和生殖過程等產(chǎn)生的不良影響，以及對腫瘤和癌癥的誘導(dǎo)作用[2-5]。然而，以往的研究大多只關(guān)注了EDCs對親本的毒性效應(yīng)；最近的研究卻發(fā)現(xiàn)，EDCs引起的親代生理功能異常還會跨世代傳遞給子代，即使子代并沒有受到EDCs的直接暴露[6-8]。這種跨世代毒性效應(yīng)會影響子代的存活能力、生長發(fā)育水平和生理功能，改變種群的性別比例，損害子代捕食、求偶和躲避敵害等行為能力，從而對種群發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[9]。因此，了解EDCs的跨世代毒性效應(yīng)及機(jī)制對于全面認(rèn)識EDCs的生態(tài)風(fēng)險具有重要意義。

魚類作為一種被廣泛使用的模式生物，對于評估EDCs的生態(tài)風(fēng)險，特別是對水生生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險具有重要價值。本文按照EDCs單獨暴露雌魚、單獨暴露雄魚以及同時暴露雌雄魚的方式，分別從母本、父本和父母雙親的角度綜述了EDCs對魚類的跨世代毒性效應(yīng)；并從EDCs的跨世代傳遞、內(nèi)分泌激素的跨世代傳遞以及表觀遺傳學(xué)3個角度探討了其可能的作用機(jī)制，以期為全面認(rèn)識EDCs對水生生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險提供參考。

1 EDCs對魚類的跨世代毒性效應(yīng)（Transgenerational toxicity of EDCs on fish）

有性生殖的親本或無性、孤雌生殖的F0代受到外界環(huán)境因素（如營養(yǎng)狀況、環(huán)境溫度、電離輻射和化學(xué)品暴露等）的影響，導(dǎo)致子代在內(nèi)分泌系統(tǒng)、生理和發(fā)育等方面產(chǎn)生異常的現(xiàn)象，可以稱之為環(huán)境因素的跨世代毒性效應(yīng)[10]。即使子代在正常環(huán)境條件下培養(yǎng)，這種異常環(huán)境因素暴露親本引起的毒性效應(yīng)可能會一直持續(xù)好幾代，這表明跨世代毒性效應(yīng)是依賴于生殖細(xì)胞系來完成親本到子代的傳遞的[11]。

1.1 EDCs單獨暴露魚類母本對后代的影響

由于魚類繁殖方式的差異，EDCs單獨暴露母本的方式也存在差別。對于卵生魚來說，EDCs單獨暴露母本是指僅暴露雌魚或卵細(xì)胞，然后與未暴露過的雄魚或精子交配產(chǎn)卵（圖1（a））；對于卵胎生或者胎生的魚類來說，還可能是指未暴露過的雌雄魚交配后，再用EDCs暴露懷卵雌魚[10]（圖1（b））。目前關(guān)于EDCs單獨暴露魚類母本對后代的影響研究如表1所示，這種暴露方式產(chǎn)生的跨世代毒性效應(yīng)主要包括以下幾個方面。

降低子代受精率、孵化率，或延長孵化時間，從而降低子代存活率、影響種群數(shù)量。單獨暴露魚類母本可產(chǎn)生這類跨世代毒性的EDCs包括重金屬、類固醇雌激素、工業(yè)化合物和殺蟲劑等物質(zhì)。其中，重金屬Cd是一種制造合金的原料，我國地表水中Cd2+的檢出濃度可以達(dá)到10.7 μmol·L-1[12]；Wu等[6]采用4.45 μmol·L-1的Cd2+暴露雌性斑馬魚3 d，然后與未暴露的雄魚配對產(chǎn)卵，發(fā)現(xiàn)F1代24 hpf （hour past fertilization, hpf）的死亡率顯著升高。17β-雌二醇（17β-estradiol, E2）是體內(nèi)合成的天然雌激素，環(huán)境中存在的E2也是一種EDCs，其在地表水中的濃度高達(dá)13.66 ng·L-1[13]；E2短期暴露雌性斑馬魚，無論是采取水體暴露方式（0.73 μmol·L-1和1.1 μmol·L-1，即199 μg·L-1和299 μg·L-1）還是體內(nèi)注射（1 nmol·kg-1和1 000 nmol·kg-1）方式，均會顯著降低F1代存活率[7-8]。環(huán)境雌激素辛基酚（octyphenol, OP）是非離子表面活性劑烷基酚聚乙氧基化物的分解產(chǎn)物之一，在地表水中檢出濃度為1.7×103～15.7×103ng·L-1[14]，25 μg·L-1和100 μg·L-1的OP單獨暴露歐洲綿鳚母本17 d或35 d，顯著升高了F1代的死亡率，同時顯著降低了F1代體長和體質(zhì)量[15]。塑料添加劑雙酚A （bisphenol A, BPA）在地表水中檢出濃度達(dá)到21 μg·L-1[16]；15 μg·L-1和225 μg·L-1的BPA僅暴露雌性稀有鮈鯽21 d后，能顯著降低F1代受精率和受精卵的直徑，同時降低孵化率。工業(yè)用導(dǎo)熱介質(zhì)多氯聯(lián)苯（polychlorinated biphenyls, PCBs）在地表水中的檢出濃度為2.99～32.7 ng·L-1[17]；Westerlund等[8]向斑馬魚雌魚體內(nèi)注射1 μmol·kg-1的10種PCBs同系物（PCB60、PCB104、PCB112、PCB126、PCB143、PCB173、PCB184、PCB190、羥基化的OH-PCB30和OH-PCB61），10 d后與正常雄魚配對產(chǎn)卵，發(fā)現(xiàn)與對照組相比F1代仔魚在8 dpf的死亡率顯著升高，不同同系物之間跨世代毒性由高到低分別是OH-PCB30>PCB104>PCB60>PCB143>PCB173>OH-PCB61>PCB112>PCB126>PCB184>PCB190。有機(jī)氯類殺蟲劑滴滴涕（DDT）在地表水中的檢出濃度為5.03～28.3 ng·L-1[18]；Metcalfe等[19]發(fā)現(xiàn)2.5 μg·L-1的o,p’-DDT暴露雌性青鳉14 d后與未暴露的雄魚產(chǎn)卵，F(xiàn)1代胚胎的孵化時間顯著延長，可能導(dǎo)致胚胎更容易受到捕食者和其他環(huán)境因子的侵害。

圖1 內(nèi)分泌干擾物（EDCs）單獨暴露魚類母本或父本對子代的影響Fig. 1 Effects on fish offspring produced by only maternal or only paternal exposed to endocrine disrupting chemicals （EDCs）

誘發(fā)骨骼發(fā)育畸形，升高子代畸形率。研究發(fā)現(xiàn)，BPA（15 μg·L-1和225 μg·L-1）僅暴露雌魚21 d能夠誘發(fā)F1代骨骼發(fā)育異常，延遲F1代顱面軟骨中的篩骨、鰓蓋骨、角鰓骨和腭方骨的成骨化過程，下調(diào)成骨化相關(guān)基因的表達(dá)水平和賴氨酰氧化酶的活性，顯著升高子代胚胎畸形率[20]。4.45 μmol·L-1的Cd2+僅暴露雌魚3 d也能導(dǎo)致F1代仔魚（72 hpf）顱面畸形，出現(xiàn)角舌軟骨角度增大的現(xiàn)象[6]。

產(chǎn)生神經(jīng)行為毒性。脊椎動物的行為受神經(jīng)系統(tǒng)控制，不同神經(jīng)元之間通過突觸傳遞興奮或者抑制，從而支配肌肉的收縮活動[21]；神經(jīng)行為毒性的產(chǎn)生會影響子代覓食和躲避敵害等行為。有研究發(fā)現(xiàn)重金屬Pb的母本暴露能夠影響魚類子代神經(jīng)系統(tǒng)，繼而改變子代的運(yùn)動活性、誘發(fā)行為異常[7]。重金屬Pb被廣泛用于化妝品制造、食品行業(yè)和石油化工等產(chǎn)業(yè)中，水環(huán)境中其濃度可高達(dá)400 μg·L-1[22]。Wang等[7]采用10 μg·L-1和100 μg·L-1的Pb暴露雌性斑馬魚14 d后與正常的雄魚配對產(chǎn)卵，同時也采用Pb繼續(xù)暴露F1代受精卵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)母本和子代繼續(xù)暴露于Pb導(dǎo)致了F1代在15 dpf （day past fertilization, dpf）運(yùn)動的回轉(zhuǎn)角度和角速度顯著性降低，在30 dpf時運(yùn)動距離和平均速度顯著性降低；此外，在魚缸上半部分游泳的幼魚所占比例以及幼魚個體之間的距離顯著增加，可能和受損的腦部神經(jīng)元相關(guān)。

產(chǎn)生內(nèi)分泌干擾效應(yīng)。由于目前的研究大多數(shù)采用具有雌激素效應(yīng)的物質(zhì)暴露母本，因此在子代中主要觀察到跨世代傳遞的雌激素效應(yīng)，表現(xiàn)為雌性特異性蛋白（卵黃原蛋白）表達(dá)量異常、性腺發(fā)育異常甚至性別比例失調(diào)等。例如，向雌性斑馬魚體內(nèi)注射1 nmol·kg-1和1 000 nmol·kg-1的E2后，觀察到F1代仔魚體內(nèi)雌激素受體表達(dá)水平顯著升高[8]；25 μg·L-1和100 μg·L-1的OP暴露雌性歐洲綿鳚17 d或35 d，F(xiàn)1代胚胎體內(nèi)雌激素受體和卵黃原蛋白表達(dá)水平顯著升高，同時性腺分化過程中出現(xiàn)雌雄兼性現(xiàn)象[15]；2.5 μg·L-1的o,p’-DDT暴露雌性青鳉14 d，會導(dǎo)致F1代雌魚卵巢發(fā)育加速，同時在E2誘導(dǎo)條件下F1代雄魚肝臟能夠產(chǎn)生更多的卵黃原蛋白[19]。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)某些EDCs單獨暴露母本會損傷F1代心臟功能，如Fan等[20]報道15 μg·L-1和225 μg·L-1的BPA暴露雌性稀有鮈鯽21 d后，子代的心臟功能出現(xiàn)異常，表現(xiàn)為F1代胚胎心率顯著升高。

1.2 EDCs單獨暴露魚類父本對后代的影響

大多數(shù)研究中EDCs單獨暴露魚類父本包括2種情況。一方面，通過只暴露雄魚或精子、然后與未暴露過的雌魚或卵細(xì)胞結(jié)合受精，可以研究EDCs單獨暴露魚類父本對后代的影響（圖1（d））；另一方面，通過對比暴露雙親與EDCs只暴露雌魚（未暴露雄魚）的實驗結(jié)果，也可以從側(cè)面了解父本暴露與否對后代的影響（圖1（c））。與單獨暴露母本的研究相比，EDCs單獨暴露父本對后代的影響研究較少（表1），這種暴露方式產(chǎn)生的跨世代毒性效應(yīng)主要包括以下幾個方面。

降低子代受精率和存活率。17α-乙炔雌二醇（17α-ethynyl estradiol, EE2）是一種人工合成的雌激素類藥物，其在地表水中的濃度約9 ng·L-1[23]。多項研究發(fā)現(xiàn)EE2單獨暴露魚類父本會影響F1代存活，如10 ng·L-1和100 ng·L-1的EE2暴露雄性虹鱒魚62 d[23]、0.8～65 ng·L-1的EE2暴露雄性虹鱒魚50 d或56 d均會顯著降低F1代胚胎存活率[24-25]；通過比較分析，Nash等[26]的研究也證實5 ng·L-1的EE2暴露斑馬魚雄魚整個生活史，會降低F1代受精率。

誘發(fā)魚鰾、骨骼和心臟發(fā)育缺陷，產(chǎn)生多種畸形表型。2.5 ng·L-1和5 ng·L-1的EE2僅暴露雄性斑馬魚14 d后，F(xiàn)1代仔魚會出現(xiàn)魚鰾膨脹缺陷、體軸骨骼彎曲、軟骨異常、耳石緊縮和淋巴水腫等畸形表型，其中魚鰾膨脹缺陷和骨骼發(fā)育異常等畸形表型，會通過損傷仔魚的平衡能力和游泳能力，影響其覓食和逃避天敵等行為[27]。而較高濃度（2 000 μg·L-1）的BPA僅暴露雄魚，也會誘發(fā)F1代仔魚心臟發(fā)育缺陷，表現(xiàn)為心臟發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)異常，心臟出現(xiàn)異位心跳、心律失常、心臟驟停和心包囊腫等功能障礙和畸形表型，石蠟切片的結(jié)果也發(fā)現(xiàn)心臟內(nèi)腔組織結(jié)構(gòu)混亂[28]。

此外，父本暴露EDCs后還可影響F2代的發(fā)育過程。如Lombó等[28]發(fā)現(xiàn)，較高濃度（2 000 μg·L-1）的BPA除能夠通過父本干擾F1代的心臟發(fā)育外，還能導(dǎo)致F2代的仔魚出現(xiàn)心包囊腫等畸形表型。

1.3 EDCs同時暴露魚類母本和父本對后代的影響

這種情況指的是雌魚或卵細(xì)胞以及雄魚或精子都受到EDCs暴露，之后配對繁殖，后代所表現(xiàn)出的毒性效應(yīng)。但是這并不意味著父本和母本對后代產(chǎn)生的影響是相等的，因為雙親都受到了EDCs暴露，所以實際上并不能區(qū)分母本和父本對后代的單獨影響[10]。與以上2小節(jié)中母本或父本單獨暴露相比，EDCs同時暴露雙親這種方式是最常見的，很多化合物都能通過暴露雙親產(chǎn)生跨世代毒性（表1），這種暴露方式產(chǎn)生的跨世代毒性效應(yīng)主要包括以下幾個方面。

降低子代受精卵、存活率，升高畸形率。BPA（0.1～20 μg·L-1暴露成年雌雄斑馬魚120 d）、EE2（0.5～2 ng·L-1全世代暴露斑馬魚、3.2 ng·L-1和5.3 ng·L-1暴露黑頭軟口鰷104 d、1.73～723 ng·L-1暴露雜色鳉59 d）和重金屬Cd （1 μg·L-1暴露三刺魚90 d）暴露魚類雙親后，均能顯著降低F1代胚胎孵化率和存活率[29-34]，BPA還能升高F1代胚胎畸形率[29-30]。此外，研究發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生類似跨世代毒性的EDCs還有壬基酚（nonylphenol, NP）、全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonic acid, PFOS）和多溴聯(lián)苯醚（polybrominated diphenyl ethers, PBDEs）。與OP類似，NP也是非離子表面活性劑烷基酚聚乙氧基化物的分解產(chǎn)物之一，水環(huán)境中NP的檢出濃度為0.1～336 μg·L-1[35]；NP暴露斑馬魚（50 μg·L-1暴露21 d、10～100 μg·L-1暴露2～60 dph）和東方彩虹魚（50～5 000 μg·L-1暴露24 h）雙親后，顯著降低了F1代孵化率、存活率，升高了畸形率[36-38]。PFOS是一種用途廣泛的全氟化合物，在阻燃劑、潤滑劑、粘合劑和紙張涂料等的生產(chǎn)中均有使用[39]，其在地表水中的檢出濃度為2.4～46.88 ng·L-1[40]；PFOS暴露斑馬魚（0.5 μmol·L-1暴露1～120 dpf、5～250 μg·L-1暴露8 hpf～150 dpf）和青鳉（0.01～1 mg·L-1暴露100 d）雙親后，也能顯著升高F1代胚胎死亡率、畸形率，顯著降低孵化率并延遲胚胎孵化時間。PBDEs是一種溴化阻燃劑，我國地表水和沉積物中PBDEs濃度分別達(dá)到24.4 ng·L-1和4 250 ng·g-1[41]；依據(jù)溴原子的數(shù)目和位置不同，PBDEs同系物多達(dá)209種，其中最常用的商業(yè)混合物DE-71含有BDE-47和BDE-209等多種同系物。研究發(fā)現(xiàn)DE-71 （1～10 μg·L-1暴露全世代）、BDE-47 （1～10 μg·L-1暴露全世代）和BDE-209 （3～300 μg·L-1暴露28 d）暴露斑馬魚雙親，均可顯著降低F1代胚胎的孵化率和仔魚體質(zhì)量[42-44]，其中BDE-209暴露后還會造成F1代仔魚存活率和體長顯著降低、畸形率顯著升高[44]。

誘發(fā)神經(jīng)行為毒性。暴露魚類雙親后能產(chǎn)生這類跨世代毒性的EDCs主要包括BPA、PBDEs和PFOS等工業(yè)化學(xué)品以及類固醇激素EE2。2 μg·L-1和20 μg·L-1的BPA暴露成年雌雄斑馬魚120 d后，F(xiàn)1代仔魚中樞神經(jīng)系統(tǒng)基因表達(dá)和神經(jīng)遞質(zhì)的水平以及運(yùn)動活性均顯著降低[45]；而采用200 μg·L-1的BPA在不同發(fā)育時期暴露青鳉，會導(dǎo)致F1代促性腺激素釋放激素3（GnRH3）神經(jīng)元數(shù)目異常（過多或過少），4 dpf時F1代仔魚腦的面積均顯著性降低，同時GnRH3神經(jīng)系統(tǒng)的紊亂顯著影響了仔魚的游泳行為，F(xiàn)1代仔魚游泳距離和游泳速度也顯著降低[46]。0.16～4.0 μg·L-1的DE-71暴露性成熟雌雄斑馬魚150 d后，F(xiàn)1代仔魚腦中的乙酰膽堿酯酶活性降低，中樞神經(jīng)系統(tǒng)基因表達(dá)水平異常，仔魚運(yùn)動活性降低[47]；不同濃度的BDE-209長期暴露斑馬魚，也可損傷運(yùn)動神經(jīng)元的發(fā)育和功能，影響肌纖維排列、運(yùn)動行為和視覺功能[22, 48]。0.5 μmol·L-1的PFOS在不同發(fā)育階段暴露斑馬魚雙親后，能夠改變F1代仔魚在光暗轉(zhuǎn)換實驗中的游泳速度，產(chǎn)生神經(jīng)行為毒性[49]。此外，重金屬Hg暴露雙親也可誘發(fā)子代的神經(jīng)行為毒性。環(huán)境中的Hg污染主要來源于煤炭燃燒和金礦開采等人類活動，進(jìn)入水環(huán)境中的Hg被細(xì)菌代謝為甲基汞（methylmercury, MeHg）繼而產(chǎn)生生物毒性[50]，地表水中MeHg的檢出濃度為0.053～0.33 ng·L-1[51]；采用食物暴露方式，研究發(fā)現(xiàn)MeHg暴露斑馬魚全世代會降低F1代仔魚在視覺-運(yùn)動響應(yīng)中的反應(yīng)速度[52]，暴露絨須石首魚雙親30 d會導(dǎo)致F1代游泳速度和對震動刺激的響應(yīng)能力降低[53]。最近的研究還發(fā)現(xiàn)EE2暴露親本也會引起子代神經(jīng)行為異常：新缸實驗和趨光實驗的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，EE2暴露孔雀魚（20 ng·L-1暴露懷卵雌魚至-F1出生）和斑馬魚（1.2 ng·L-1和1.6 ng·L-1暴露1～80 dpf）親本后，會顯著延遲F1和/或F2代成魚首次進(jìn)入新缸上部的時間和首次進(jìn)入光照空間的時間，且在上部空間和光照空間停留的總時間均顯著縮短，表明EE2暴露親本導(dǎo)致子代產(chǎn)生了明顯的焦慮狀行為[54-55]。

產(chǎn)生內(nèi)分泌干擾效應(yīng)。目前的研究主要關(guān)注了EDCs暴露魚類雙親后，對子代產(chǎn)生的雌激素效應(yīng)和生殖毒性，以及對子代甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)的干擾。其中，類固醇激素E2和EE2、工業(yè)化學(xué)品NP以及重金屬Hg和Pb均能對F1代產(chǎn)生雌激素效應(yīng)和生殖毒性[56-60, 22]，主要的毒性終點包括改變F1代受精卵中性激素水平、改變F1代成魚肝臟卵黃原蛋白含量、降低雌魚性腺指數(shù)、延遲產(chǎn)卵時間、減少產(chǎn)卵量和誘導(dǎo)性腺出現(xiàn)雌雄兼性現(xiàn)象等。而多種PBDEs暴露魚類雙親后則能夠引發(fā)F1代甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂，如1～10 μg·L-1的DE-71暴露斑馬魚2 hpf～150 dpf、1～10 μg·L-1的BDE-47暴露斑馬魚2 hpf～180 dpf以及3～300 μg·L-1的BDE-209暴露斑馬魚28 d，均會顯著改變F1代受精卵和仔魚的甲狀腺素（T4）和三碘甲狀腺原氨酸（T3）水平、擾亂下丘腦-垂體-甲狀腺（hypothalamic-pituitary-thyroid, HPT）軸基因表達(dá)水平[22, 42-44]。此外，研究也發(fā)現(xiàn)2 μg·L-1和20 μg·L-1的BPA暴露成年斑馬魚120 d后，也能顯著降低F1代受精卵和仔魚體內(nèi)T4水平[45]。

損傷免疫系統(tǒng)功能。BPA的研究中還發(fā)現(xiàn)，0.1～10 μg·L-1的BPA暴露親本斑馬魚全生命周期后，F(xiàn)1代仔魚免疫系統(tǒng)相關(guān)基因的表達(dá)紊亂；同時在受細(xì)菌或病毒感染時，仔魚體內(nèi)溶菌酶的活性顯著升高、而“呼吸爆發(fā)”反應(yīng)和氧化防御相關(guān)基因的表達(dá)水平顯著降低，表明BPA暴露損傷了F1代的先天性免疫功能[29]。

影響F2代的發(fā)育過程。EE2和MeHg的研究中發(fā)現(xiàn)，雙親暴露不僅會影響F1代發(fā)育，甚至還會將這種不良影響傳遞至F2代。如20 ng·L-1的EE2暴露孔雀魚親代，對F1和F2代均產(chǎn)生顯著的神經(jīng)行為毒性，表現(xiàn)為成年雄魚在新缸環(huán)境中首次進(jìn)入上部的時間延長、且在上部停留的時間減少[54]。MeHg的研究中發(fā)現(xiàn)，0.5～11 μg·g-1的MeHg經(jīng)食物暴露底鳉雙親42 d，除顯著降低F1代成魚的產(chǎn)卵量外，也顯著降低了F2代受精率[60]。

表1 內(nèi)分泌干擾物（EDCs）單獨暴露魚類母本、父本或同時暴露雙親對后代的影響Table 1 Effects on fish offspring produced by only maternal, only paternal, or parental fish exposed to endocrine disrupting chemicals （EDCs）

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

2 EDCs對魚類跨世代毒性效應(yīng)的作用機(jī)制（Mechanisms underlying the transgenerational toxicity of EDCs on fish）

2.1 EDCs的跨世代傳遞

大部分EDCs特別是持久性有機(jī)污染物因具有很強(qiáng)的親脂和疏水性，容易在魚類體內(nèi)富集，能夠通過生殖細(xì)胞傳遞給子代。如研究發(fā)現(xiàn)PBDEs、BPA、PFOS和重金屬等EDCs不僅能在F0代雌雄體內(nèi)富集，還能在F1代受精卵、仔魚體內(nèi)殘留，并且親代暴露劑量與子代體內(nèi)負(fù)荷量之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系[22,44-45,62]。而且，EDCs的跨世代傳遞還可能持續(xù)2代或者更長時間[63]。此外，除了母體化合物，EDCs的代謝產(chǎn)物也可能隨著生殖細(xì)胞傳遞至下一代[22]。由于魚類受精卵中的主要營養(yǎng)物質(zhì)來源于卵細(xì)胞，精子主要攜帶父本的遺傳信息，因此目前的研究認(rèn)為親代體內(nèi)的EDCs及其代謝產(chǎn)物主要由卵細(xì)胞傳遞至子代受精卵，即母源性傳遞[62-64]，這些傳遞到子代的EDCs可能最終誘發(fā)各種毒性效應(yīng)。

2.2 內(nèi)分泌激素和其他生理因子的跨世代傳遞

盡管脂溶性的EDCs能夠富集在卵細(xì)胞中并傳遞至子代，但研究發(fā)現(xiàn)EDCs的母源性傳遞并不能完全解釋子代中出現(xiàn)的毒性效應(yīng)[65-66]。事實上，EDCs暴露會導(dǎo)致親代內(nèi)分泌系統(tǒng)的生理學(xué)變化，如改變體內(nèi)激素和其他生理因子的含量，而激素和其他生理因子的變化也會隨著卵細(xì)胞傳遞至子代受精卵，這是跨世代毒性產(chǎn)生的另一個重要機(jī)制。

魚類受精卵的卵黃中儲存著較高含量的甲狀腺激素、性激素和皮質(zhì)醇等內(nèi)分泌激素，這些激素均為母源性傳遞而來[67-69]；研究發(fā)現(xiàn)EDCs暴露不僅會改變母本血漿中的甲狀腺激素、性激素和皮質(zhì)醇等內(nèi)分泌激素含量，還會導(dǎo)致子代體內(nèi)的激素出現(xiàn)相似變化[22, 30, 42]。如Wei等[9]發(fā)現(xiàn)BPA替代物雙酚S（BPS）暴露斑馬魚全世代后，不僅升高了母本血漿中的T3水平，也導(dǎo)致F1代胚胎中T3水平顯著升高，導(dǎo)致子代出現(xiàn)發(fā)育延遲、魚鰾膨脹缺陷、運(yùn)動能力減退和神經(jīng)發(fā)育毒性等表型。這些結(jié)果表明，內(nèi)分泌激素的跨世代傳遞是EDCs對子代產(chǎn)生毒性的重要原因。

除了改變內(nèi)分泌激素水平外，EDCs還能改變親代生殖細(xì)胞特別是卵細(xì)胞中的各種生理因子的水平，繼而對子代產(chǎn)生毒性效應(yīng)。Zhang等[66]采用有機(jī)磷酸酯磷酸三（1, 3-二氯異丙基）酯（TDCIPP）長期暴露斑馬魚F0和F1代，發(fā)現(xiàn)TDCIPP的母源性傳遞不能解釋F2代中出現(xiàn)的跨世代毒性效應(yīng)，但轉(zhuǎn)錄組和蛋白組分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1代卵細(xì)胞中包括核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工通路在內(nèi)的諸多生理途徑受到暴露影響，這些基因和蛋白的異常表達(dá)可能通過卵細(xì)胞傳遞至子代受精卵，最終對子代產(chǎn)生毒性效應(yīng)[66]。Valcarce等[27]也發(fā)現(xiàn)EE2僅暴露雄性斑馬魚后，F(xiàn)1代仔魚發(fā)育畸形和運(yùn)動活性的降低可能和受精卵中父本來源的雌激素受體ER mRNA水平升高相關(guān)[27]。

2.3 表觀遺傳修飾的跨世代繼承

表觀遺傳的研究內(nèi)容主要包括DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑和非編碼RNA等[70]。研究發(fā)現(xiàn)EDCs的暴露能直接改變生殖系細(xì)胞的表觀遺傳修飾，導(dǎo)致表觀遺傳信息和相關(guān)表型的變化，而且即使后代并未受到EDCs的暴露，改變的表觀遺傳修飾和表型仍能世代遺傳，這種現(xiàn)象稱作表觀遺傳修飾的跨世代繼承[71]。關(guān)于哺乳動物表觀遺傳的跨世代繼承研究較多，而在魚類中則非常有限，且主要集中在DNA甲基化修飾調(diào)節(jié)方面[72]。

魚類胚胎發(fā)生期和原始生殖細(xì)胞分化期會發(fā)生DNA甲基化的重編程，且這2個時期DNA甲基化模式對于EDCs的暴露極其敏感，甲基化水平一旦改變難以恢復(fù)，甚至?xí)掷m(xù)至魚類性成熟且會傳遞至子代中[73]。Kamstra等[74]分別采用塑化劑鄰苯二甲酸酯代謝物鄰苯二甲酸單乙基己基酯（MEHP）和DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑5AC暴露F0代斑馬魚0～6 dpf，發(fā)現(xiàn)2種化合物特別是5AC顯著降低了F1和F2代仔魚的體長、阻礙了魚鰾膨脹過程，甚至顯著升高了F1代中雄魚的性別比例。通過分析全基因組和個別位點的DNA甲基化水平，Kamstra等[74]發(fā)現(xiàn)MEHP和5AC均顯著降低了F0代基因組DNA甲基化水平，而且未暴露的F1和F2代基因組中出現(xiàn)了類似F0代的差異性甲基化區(qū)域；這些差異性甲基化區(qū)域主要富集在DNA的遠(yuǎn)端非編碼區(qū)域，可能參與調(diào)控能量代謝和胚胎發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)，從而對F1和F2代產(chǎn)生發(fā)育毒性[74]。另一項關(guān)于MeHg的研究中也發(fā)現(xiàn)，DNA甲基化修飾的跨世代繼承可能是MeHg產(chǎn)生跨世代毒性的重要原因。Carvan等[75]采用含nmol·L-1級別的MeHg水體暴露斑馬魚0～24 hpf （F0代），然后轉(zhuǎn)移到清水中培養(yǎng)至成魚產(chǎn)卵，發(fā)現(xiàn)F0和F2代都表現(xiàn)出過度活躍、視覺缺陷和視覺電生理異常的表型。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)2代精子DNA中差異性甲基化區(qū)域與F0代高度重合，這些差異性甲基化區(qū)域可能通過影響神經(jīng)配體-受體相互作用通路基因、以及肌動蛋白-細(xì)胞骨架通路基因的表達(dá)，導(dǎo)致子代出現(xiàn)神經(jīng)行為的異常表型[75]。除了DNA甲基化外，其他表觀遺傳修飾的跨世代繼承在魚類跨世代毒性中發(fā)揮的作用還需要進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論和展望（Conclusion and prospects）

（1）以往的研究主要關(guān)注了EDCs對親代的影響，最近的研究發(fā)現(xiàn)很多EDCs在環(huán)境濃度水平即可對魚類產(chǎn)生多種跨世代毒性，包括降低子代受精率、孵化率和存活率，誘發(fā)骨骼、魚鰾和心臟等組織器官發(fā)育畸形，產(chǎn)生多種神經(jīng)行為毒性和內(nèi)分泌干擾效應(yīng)等，甚至能將這種跨世代毒性傳遞多代。這些跨世代毒性的產(chǎn)生既可以直接降低子代存活率，又可以通過影響子代生長發(fā)育水平、覓食和躲避敵害的行為能力、以及求偶生殖過程，間接威脅個體生存，從而影響種群的長遠(yuǎn)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)健康。因此，認(rèn)識EDCs的跨世代毒性及其作用機(jī)制，有助于全面認(rèn)識EDCs的生態(tài)風(fēng)險。然而，一方面與EDCs暴露親代的研究相比，跨世代毒性效應(yīng)的研究仍然較少；另一方面與單一EDCs暴露的情形相比，自然環(huán)境條件下多種EDCs或EDCs與其他污染物復(fù)合暴露的情形更多，涉及的作用機(jī)制更加復(fù)雜。因此，今后的研究應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注EDCs特別是新污染物的跨世代毒性效應(yīng)，同時應(yīng)從多個角度分析復(fù)合暴露情形下的跨世代毒性及其作用機(jī)制。

（2）目前魚類中的研究主要關(guān)注了EDCs暴露F0代對F1代的跨世代毒性，對F2代乃至F3代影響的研究較少，未來的研究應(yīng)繼續(xù)關(guān)注EDCs的多世代毒性效應(yīng)，以進(jìn)一步探究污染物暴露對種群發(fā)展的動態(tài)影響。此外，在探討跨世代毒性時，EDCs、內(nèi)分泌激素和其他生理因子的母源傳遞往往只持續(xù)一代，這些機(jī)制只能解釋F1代中的變化；盡管有少量研究從上述機(jī)制的角度闡釋了F2代中出現(xiàn)的毒性效應(yīng)，但值得注意的是，這些研究中的F1代仍然是直接暴露在EDCs中的[58, 61, 66]。因此，在探討EDCs多世代毒性效應(yīng)機(jī)制時，今后的研究應(yīng)重點關(guān)注能夠多世代遺傳的表觀遺傳修飾機(jī)制。