王旭,閆有利
(遼寧省淡水水產(chǎn)科學(xué)研究院,遼寧省水生動(dòng)物病害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧 遼陽(yáng) 111000)
神經(jīng)行為毒性,是有害因素對(duì)動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)和神經(jīng)行為產(chǎn)生的損害和影響,它反映外界因素對(duì)生物個(gè)體整體水平健康危害程度,是一種非死亡的有害效應(yīng)[1]。近年來(lái),水環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重,環(huán)境中各種污染物在水體中積累,水環(huán)境已成為各類無(wú)機(jī)污染物[2]和有機(jī)污染物[3]的主要污染場(chǎng)所,水環(huán)境污染和水質(zhì)安全,受到人們廣泛關(guān)注。魚(yú)類是水生態(tài)系統(tǒng)中最重要的物種之一,其組織和器官發(fā)育機(jī)制高度保守[4],與哺乳動(dòng)物同源[5]。魚(yú)類的游泳行為模式與哺乳動(dòng)物(包括嚙齒動(dòng)物和人類)行為模式相似[6],如其個(gè)體行為中的速度、高度、轉(zhuǎn)彎次數(shù)等,群體行為中的平均距離、分散度、分形維數(shù)等。魚(yú)類對(duì)水環(huán)境中污染物的變化也很敏感,其神經(jīng)系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞣N刺激產(chǎn)生綜合協(xié)調(diào)的應(yīng)答反應(yīng),其游泳速度、游動(dòng)距離、游動(dòng)時(shí)間和絕對(duì)轉(zhuǎn)角等游泳行為,因環(huán)境發(fā)生異常而改變,即感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)反射及信息整合等行為表現(xiàn),包括社交、焦慮、學(xué)習(xí)和記憶以及防御能力等社會(huì)行為[7],具有復(fù)雜性、規(guī)律性、特定性、高度可變性以及適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)[8]。已有研究表明[9],在極低濃度的污染物暴露中,多種污染物可在魚(yú)體內(nèi)富集,誘發(fā)魚(yú)類感覺(jué)效應(yīng)、運(yùn)動(dòng)效應(yīng)、認(rèn)知效應(yīng)以及情感和個(gè)性心理效應(yīng)等,改變魚(yú)類的游泳行為(游泳速度、游泳距離、絕對(duì)轉(zhuǎn)角和活動(dòng)時(shí)間)和社交行為,致使魚(yú)類出現(xiàn)神經(jīng)行為異常,產(chǎn)生神經(jīng)行為毒性。魚(yú)類的游泳行為可作為神經(jīng)毒性效應(yīng)的敏感終點(diǎn)指標(biāo)。同時(shí)眾多的試驗(yàn)魚(yú)品系具有遺傳背景均一、試驗(yàn)重復(fù)性好、可比性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是研究神經(jīng)行為毒性的重要試驗(yàn)動(dòng)物。魚(yú)類的全基因組學(xué)研究,闡明其生物學(xué)特征和基因組結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在聯(lián)系,為神經(jīng)行為毒性研究提供了重要的分子基礎(chǔ)?,F(xiàn)從魚(yú)類生物學(xué)特征、試驗(yàn)魚(yú)類、全基因組測(cè)序和魚(yú)類種內(nèi)變異(品系、年齡、性別、個(gè)體差異和社會(huì)地位)4 個(gè)方面,簡(jiǎn)述魚(yú)類神經(jīng)行為毒性研究進(jìn)展,展望今后魚(yú)類神經(jīng)行為毒性的研究方向,以期為神經(jīng)行為毒性基礎(chǔ)研究和應(yīng)用提供參考依據(jù)。
魚(yú)類生物學(xué)特征,是開(kāi)展神經(jīng)行為毒性研究的重要基礎(chǔ)。與哺乳動(dòng)物相同,大部分魚(yú)類雌雄異體,表現(xiàn)出兩性異形[4]。在生理結(jié)構(gòu)和功能上,魚(yú)類組織和器官與哺乳動(dòng)物同源,其發(fā)育過(guò)程和調(diào)控機(jī)制與哺乳動(dòng)物高度保守[4],如魚(yú)類中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有與哺乳動(dòng)物的同源結(jié)構(gòu),特別是關(guān)鍵腦區(qū)功能相同[5]。斑馬魚(yú)端腦區(qū)背側(cè)(Dm)的內(nèi)側(cè)區(qū)和腹側(cè)端腦區(qū)(Vd)的背核,與哺乳動(dòng)物杏仁核和紋狀體同源,為探索情緒記憶和動(dòng)機(jī)行為提供材料,進(jìn)一步支持了魚(yú)類作為研究行為神經(jīng)機(jī)制的模式生物。魚(yú)類神經(jīng)元的形成及分化等過(guò)程與其他脊椎動(dòng)物相似且高度保守[10],其中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)達(dá)[11],具有基本脊椎動(dòng)物大腦結(jié)構(gòu)和組織以及神經(jīng)化學(xué)信號(hào)通路[5],如斑馬魚(yú)神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)在進(jìn)化上更加保守,更適于開(kāi)展焦慮相關(guān)障礙研究[12]。
魚(yú)類神經(jīng)系統(tǒng),能夠?qū)Ω鞣N刺激產(chǎn)生綜合協(xié)調(diào)的應(yīng)答反應(yīng)[7-8]。如斑馬魚(yú)胚胎,在27 hpf(hour post-fertilization, hpf)可以運(yùn)動(dòng)(肌肉效應(yīng)初期),48~72 hpf 開(kāi)始游泳[13],在4 dpf 開(kāi)始自由游泳生活[14],具有晝夜活動(dòng)節(jié)律[15],其運(yùn)動(dòng)行為變化隨早期發(fā)育的過(guò)程有序產(chǎn)生,其行為復(fù)雜,特征鮮明,易于采用行為學(xué)試驗(yàn)手段,對(duì)視覺(jué)、嗅覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)功能進(jìn)行檢測(cè)(趨光試驗(yàn)、驚恐反射試驗(yàn)以及嗅覺(jué)偏好等)[8]。目前,已確定斑馬魚(yú)在胚胎期、幼魚(yú)期和成魚(yú)期存在100 多種行為[16]。研究者可從多角度研究斑馬魚(yú)群體的社會(huì)行為:(1)觀察群體中自由游泳的受試魚(yú)個(gè)體,記錄行為參數(shù),如個(gè)體間距離及個(gè)體的同步運(yùn)動(dòng)[17];(2)進(jìn)行社會(huì)偏好測(cè)試,包括使用社會(huì)刺激來(lái)研究個(gè)體對(duì)群體的行為反應(yīng)[17]。
基于魚(yú)類神經(jīng)系統(tǒng)及其表現(xiàn)出的行為特征,神經(jīng)毒理學(xué)研究表明,斑馬魚(yú)暴露在藥物以及污染物中,表現(xiàn)出生物累積和一些毒性效應(yīng),如分子、生化、形態(tài)、生理和行為等變化[18],其行為學(xué)指標(biāo)與刺激物相關(guān)聯(lián),與哺乳動(dòng)物(包括嚙齒動(dòng)物和人類)相似[6],證明魚(yú)類是研究神經(jīng)行為學(xué)和毒理學(xué)等神經(jīng)毒性表觀效應(yīng)的有效工具和優(yōu)良物種。
試驗(yàn)動(dòng)物具有遺傳背景均一、試驗(yàn)重復(fù)性好、可比性強(qiáng)等特點(diǎn),被國(guó)際學(xué)術(shù)界公認(rèn)為“活的精密儀器”,是醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)和重要支撐條件。神經(jīng)行為毒性研究表明,微塑料[9]、重金屬[9]、有機(jī)污染物[19]等污染物暴露,改變斑馬魚(yú)(Danio rerio)、青鳉(Oryzias melastigma)、金魚(yú)(carassius auratus)等試驗(yàn)魚(yú)類的游泳行為和社交行為,表明試驗(yàn)魚(yú)類是研究神經(jīng)行為毒性的重要材料。目前培育出試驗(yàn)魚(yú)類有斑馬魚(yú)近交系(Danio rerio)[20]、劍尾魚(yú)(Xiphophorus couchianus)[21]、青鳉[22]、虹鳉(Poecilia reticulata)[23]、金魚(yú)[24]、虹鱒(Salmo gairdneri)[25]等。育成20 代以上的近交系有斑馬魚(yú)近交系(Danio rerio IM[20])、劍尾魚(yú)近交系(Xiphophorus couchianus[21]、X.helleri Cd[21]、X.helleri strigatus[26]、X.helleri guentheri[26]、X.helleri helleri[26]、X.helleri RRB[26]、X.maculatus Jp 163 A[21]、X.maculatus Jp 163 B[21]、X.montezumae cortezi[26]和X.xiphidium[26])、青鳉近交系(O.latipes HBI-I[27]、O.latipes HNI-II[27]、O.latipes HO4C[28]、O.latipes HO5[28]、O.latipes HdrR[27]、O.latipes HB32D[28]、O.latipes HB11A[28]、O.latipes Hsok[27]和O.latipes Hi3[28])和花鳉近交系(Poeciliopsis lucida[29]、P.monacha S68-4[29]和P.monacha S68-5[29])等。眾多品系的試驗(yàn)魚(yú),為神經(jīng)行為毒性研究提供重要的試驗(yàn)動(dòng)物,保證研究結(jié)果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性、重復(fù)性和可靠性。
魚(yú)類基因組解析,在魚(yú)類遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、免疫學(xué)、生殖生物學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)等基礎(chǔ)研究方面,具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值,是研究魚(yú)類神經(jīng)行為毒性的分子機(jī)制基礎(chǔ)。通過(guò)參考基因組比較表明,71.4%人類基因與斑馬魚(yú)基因同源,47%的人類直系同源基因,與斑馬魚(yú)同源基因是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,82%人類致病基因、發(fā)育信號(hào)傳導(dǎo)通路與斑馬魚(yú)基本近似[30]。目前,國(guó)外研究者已經(jīng)完成紅鰭東方鲀(Takifugu rubripes)、綠河豚(Tetraodon nigroviridis)、青鳉(Oryzias latipes)等29 個(gè)魚(yú)類物種的全基因組測(cè)序[31]。我國(guó)已完成半滑舌鰨(Cynoglossus semilaevis)、彈涂魚(yú)(Scartelaos histophorus, Boleophthalmus pectinirostris, Periophthalmodon schlosseri, Periophthalmus magnuspinnatus)、鯉(Cyprinus carpio)等22 種魚(yú)類的全基因組測(cè)序和繪制精細(xì)圖譜[32]。在“2019 年國(guó)際海洋基因組會(huì)議(ICG-Ocean 2019)”上發(fā)布的萬(wàn)種魚(yú)基因組計(jì)劃(Fish 10000 Genomes Project,簡(jiǎn)稱Fish10K),已完成105 種基因組測(cè)序。另外,還有石斑魚(yú)、鰱和黃姑魚(yú)(Nibea albiflora)等數(shù)十種魚(yú)類的全基因組測(cè)序和基因組資源發(fā)掘工作,正在開(kāi)發(fā)中[32]。聚焦魚(yú)類基因組研究,建立高質(zhì)量的魚(yú)類基因組數(shù)據(jù)庫(kù),獲取有關(guān)物種的基因組序列信息,為魚(yú)類的種質(zhì)鑒定、遺傳育種、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境毒理和病害防治等領(lǐng)域,提供分子基礎(chǔ),進(jìn)而闡明魚(yú)類生物學(xué)特征和基因組結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在聯(lián)系,為神經(jīng)行為毒性研究提供重要的分子基礎(chǔ)。
種內(nèi)變異,是指同種生物不同個(gè)體間的表型或遺傳差異,如品系、年齡、性別和個(gè)體等生物學(xué)性狀差異[33],不同的表型個(gè)體間表現(xiàn)出高度的行為差異。
魚(yú)類物種資源豐富,品種繁多。目前,研究人員已開(kāi)發(fā)出3 000 多個(gè)斑馬魚(yú)品系和200 多個(gè)轉(zhuǎn)基因品系(野生型品系除外)。不同品系斑馬魚(yú)基因型不同,其行為特征具有品系差異,如豹紋品系斑馬魚(yú),進(jìn)入水體上層的潛伏期長(zhǎng)于白化突變品系和野生型斑馬魚(yú),豹紋品系和白化突變品系,在水體上層停留時(shí)間均少于野生型斑馬魚(yú)[34]。Benner 等[35]研究發(fā)現(xiàn),硒影響不同品系斑馬魚(yú)(Nadia、Gaighatta、Scientific Hatcheries 和TM1)行為(水平和垂直游泳位置),這與相關(guān)基因sepp1a、secp43 和dio2 在大腦中呈差異性表達(dá)相關(guān)。在應(yīng)激和焦慮行為方面,不同斑馬魚(yú)品系表現(xiàn)出焦慮遺傳差異,如豹紋品系和白化突變系為高焦慮品系,而野生型品系則表現(xiàn)出低焦慮行為[34],這為量化和確定斑馬魚(yú)品系行為特征提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。Millot 等[36]利用虹鱒(Oncorhynchus mykiss)等基因系,評(píng)估魚(yú)類個(gè)性特征的遺傳變異性,證明不同品系對(duì)環(huán)境刺激敏感程度不同。對(duì)大口馬蘇大麻哈魚(yú)(Oncorhynchus masou macrostomus)品系行為模式研究證明,對(duì)于不同實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的反應(yīng),其行為特征并不完全相同(20 個(gè)基本行為特征中有17 個(gè)不同)[37]。
年齡是神經(jīng)行為學(xué)研究中重要的生物學(xué)變量。在早期發(fā)育過(guò)程中,斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)行為變化隨早期發(fā)育的過(guò)程有序產(chǎn)生,其行為復(fù)雜,特征鮮明。如斑馬魚(yú)胚胎在咽囊期(24~48 hpf)出現(xiàn)明顯的行為發(fā)育,胚胎出現(xiàn)有節(jié)律地泳動(dòng),出現(xiàn)蠕動(dòng),且隨胚胎發(fā)育,胚胎泳動(dòng)加快,節(jié)律性增強(qiáng)。如在原基-5 期(24 hpf),胚胎發(fā)生自發(fā)的軀干和尾部的側(cè)向收縮;在原基-15 期(30 hpf),胚胎收縮速率降低,出現(xiàn)蠕動(dòng);在高胸鰭期(42 hpf),仔魚(yú)靜息時(shí)側(cè)躺,卵黃囊向上傾斜,觸碰時(shí)會(huì)引起強(qiáng)烈而快速反應(yīng),其蠕動(dòng)節(jié)律慢[38];孵出仔魚(yú)(48~72 hpf)通常以側(cè)身或以背上位靜息,可以自由游泳[13]。早幼期幼體開(kāi)始活躍游動(dòng),其行為特征可采用游泳速度、游動(dòng)距離、絕對(duì)轉(zhuǎn)角、活動(dòng)時(shí)間和逃逸行為等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)[14],具有晝夜活動(dòng)節(jié)律[15];幼體對(duì)外界刺激,表現(xiàn)出復(fù)雜行為,包括社交、焦慮、學(xué)習(xí)和記憶以及防御能力等社會(huì)行為[39]。隨年齡的增長(zhǎng),斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)能力也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。Philpott 等[40]研究表明,10 月齡斑馬魚(yú),運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)于32 月齡斑馬魚(yú),證明隨著年齡的增長(zhǎng),斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)能力呈逐漸下降趨勢(shì)。Glazer 等[41]證明,BDE-47(2,2’,4,4’-四溴聯(lián)苯醚)(0.1 μmol/L)對(duì)不同年齡斑馬魚(yú)神經(jīng)行為毒性不同,幼魚(yú)(144 hpf)的運(yùn)動(dòng)活性降低,成魚(yú)(6 月齡)焦慮相關(guān)行為有所減少。
性別是影響斑馬魚(yú)類行為特征的生物學(xué)變量。雌性和雄性斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)能力和社會(huì)行為并不相同,如10 月齡和22 月齡雄魚(yú)的游動(dòng)能力明顯高于同齡雌魚(yú)[40]。在社會(huì)行為方面,雄性斑馬魚(yú)(TM1、SH、Nadia 和LWT)通常比雌性斑馬魚(yú)表現(xiàn)出更勇敢的社交行為[42]和探索行為[43],并在慢性壓力下,表現(xiàn)出更強(qiáng)的攻擊性及相應(yīng)的皮質(zhì)醇水平[44]。在同一品系中,不同性別斑馬魚(yú)的集群行為不同,金色品系和豹紋品系雌魚(yú),更喜歡與同一品系其他個(gè)體集群[45]。多變量數(shù)據(jù)分析表明,群體中雄性比雌性更勇敢[43]。
斑馬魚(yú)對(duì)藥物反應(yīng)存在性別依賴性。對(duì)可卡因戒斷研究發(fā)現(xiàn),雌魚(yú)焦慮樣行為出現(xiàn)較早,而雄魚(yú)的焦慮樣行為則更強(qiáng)烈、更持久[46]。Nielsen等[47]研究證明,艾司西酞普蘭(Escitalopram)影響斑馬魚(yú)的行為反應(yīng),且存在明顯的性別差異。如暴露于艾司西酞普蘭(1.50 μg/L)中,雌魚(yú)最快游泳速度減慢,停留次數(shù)減少,并表現(xiàn)出更勇敢的行為;而雄魚(yú)則出現(xiàn)最快游泳速度減慢的現(xiàn)象。艾司西酞普蘭對(duì)雄魚(yú)和雌魚(yú)的攝食行為有影響,艾司西酞普蘭(0.10~1.50 μg/L)顯著減少雄魚(yú)攝食時(shí)間(減少27%)和最長(zhǎng)攝食持續(xù)時(shí)間(減少42%),總攝食時(shí)間顯著縮短73%,而雌魚(yú)僅表現(xiàn)為最長(zhǎng)攝食時(shí)間顯著縮短41%[47],可見(jiàn),艾司西酞普蘭對(duì)雄性斑馬魚(yú)的攝食行為影響更為顯著。Singer 等[48]研究證明,氟西?。╢luoxetine)和尼古?。╪icotine)影響不同性別斑馬魚(yú)的游泳速度,如氟西汀(10 mg/L)和尼古?。? mg/L)暴露雄魚(yú)的游泳速度略快于雌魚(yú),但雌魚(yú)的游泳速度更穩(wěn)定。
為了更好地理解種群中魚(yú)類個(gè)體差異,Araujo-Silva 等[49]評(píng)估酒精對(duì)不同類型斑馬魚(yú)行為特征的影響,結(jié)果表明,勇敢型斑馬魚(yú),在無(wú)乙醇暴露時(shí),游泳速度更快,而膽怯型斑馬魚(yú)在無(wú)乙醇和0.10%乙醇暴露時(shí),出現(xiàn)比最快游泳速度更快的現(xiàn)象。證明乙醇影響不同類型斑馬魚(yú)行為特征,勇敢型斑馬魚(yú)對(duì)這些變化更具抵抗力。不同類型斑馬魚(yú),在乙醇作用下,表現(xiàn)出的集群(社會(huì))行為也不相同。勇敢型個(gè)體的集群效應(yīng)隨乙醇濃度增加而增強(qiáng);與勇敢型斑馬魚(yú)表現(xiàn)不同,膽怯型個(gè)體,則在無(wú)乙醇暴露時(shí),表現(xiàn)出明顯的集群效應(yīng),而在0.1%~0.5%乙醇暴露時(shí),其集群效應(yīng)明顯減弱[50]。魚(yú)類行為差異,可能與其體內(nèi)基因表達(dá)以及代謝物的水平相關(guān)。Lguchi[37]評(píng)估大口馬蘇大麻哈魚(yú)2 個(gè)家系中個(gè)體行為特征,結(jié)果表明,魚(yú)類個(gè)性行為可能具有遺傳基礎(chǔ)。Filby 等[51]研究證明,與攻擊行為相關(guān)的基因,如雌激素受體(esr1、esr2a 和esr2b)和色氨酸代謝(tph1a、tph1b 和tph2)基因,在大腦表達(dá)因性別而異,表明斑馬魚(yú)個(gè)性行為可能與基因表達(dá)有關(guān)[52]。Dahlbom 等[53]研究表明,斑馬魚(yú)的行為差異,可能與其體內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)(多巴胺、5-羥色胺及其代謝物等)水平相關(guān),雌性個(gè)體前腦中的5-羥色胺及其代謝物水平較低,但多巴胺水平較高。
在群居性魚(yú)類中,不同個(gè)體在群體中社會(huì)地位不同,其血漿皮質(zhì)醇濃度[54]、代謝率[55]、增長(zhǎng)率[56]、肝臟能量?jī)?chǔ)備[55]、抗病性[57]、鰓的鈉吸收率[58]以及銅和銀的吸收率[59]均不相同,可能導(dǎo)致其對(duì)重金屬敏感度和神經(jīng)行為毒性不同。Sloman 等[59]通過(guò)研究群體中不同社會(huì)地位虹鱒(Oncorhynchus mykiss)對(duì)銅和銀的吸收強(qiáng)度,驗(yàn)證群體中處于不同社會(huì)地位個(gè)體對(duì)重金屬吸收率不同。Henry 等[60]研究銅對(duì)藍(lán)鰓太陽(yáng)魚(yú)(Lepomis macrochirus)群體社會(huì)行為的影響,表明在銅(≥0.034 mg/L)暴露期間,太陽(yáng)魚(yú)社會(huì)群體行為發(fā)生顯著變化,如處于劣勢(shì)地位的個(gè)體,出現(xiàn)咳嗽、打哈欠和甩鰭的頻率高于種群中其他個(gè)體,而處于優(yōu)勢(shì)地位的太陽(yáng)魚(yú)次之,但其攻擊性增強(qiáng),表明太陽(yáng)魚(yú)個(gè)體在社會(huì)群體中地位與其重金屬敏感度和神經(jīng)行為毒性相關(guān)。
在目前神經(jīng)行為毒性研究中,受試試驗(yàn)魚(yú)類多為單一物種(斑馬魚(yú)),而研究物種單一化,導(dǎo)致研究人員不能科學(xué)、系統(tǒng)地確定污染物的神經(jīng)行為毒理學(xué)效應(yīng)。應(yīng)選取2 種或2 種以上具有代表性的試驗(yàn)魚(yú)類(如淡水魚(yú)類和海水魚(yú)類),開(kāi)展神經(jīng)行為毒性研究,科學(xué)、準(zhǔn)確地確定污染物對(duì)魚(yú)類的神經(jīng)行為毒性。
結(jié)合目前魚(yú)類神經(jīng)行為毒性研究,建議以試驗(yàn)魚(yú)類為研究材料,利用計(jì)算機(jī)圖像跟蹤處理技術(shù),采用圖像解析法,系統(tǒng)地開(kāi)展魚(yú)類神經(jīng)行為毒性研究,明確魚(yú)類游泳行為參數(shù),確定魚(yú)類游泳行為模式,制定魚(yú)類神經(jīng)行為毒性標(biāo)準(zhǔn),建立魚(yú)類神經(jīng)行為毒性數(shù)據(jù)庫(kù),為水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
在生命科學(xué)領(lǐng)域,多組學(xué)(基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)等)技術(shù)和方法日趨完善,魚(yú)類神經(jīng)行為毒性研究應(yīng)結(jié)合魚(yú)類神經(jīng)行為模式,利用組學(xué)研究思路和手段,在分子水平、轉(zhuǎn)錄水平、蛋白質(zhì)水平和代謝物水平方面,開(kāi)展魚(yú)類神經(jīng)行為毒性研究工作,進(jìn)行多組學(xué)關(guān)聯(lián)分析,揭示魚(yú)類神經(jīng)行為毒性的致毒機(jī)制。
魚(yú)類是水生態(tài)系統(tǒng)中重要的物種之一,生理結(jié)構(gòu)與哺乳動(dòng)物同源,具有高度發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng),其行為具有復(fù)雜性、規(guī)律性、特定性、高度可變性以及適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。魚(yú)類對(duì)水環(huán)境中污染物的變化最為敏感,能夠?qū)Ω鞣N刺激產(chǎn)生綜合協(xié)調(diào)的應(yīng)答反應(yīng),改變行為模式,表現(xiàn)為神經(jīng)行為毒性。魚(yú)類的游泳行為可作為神經(jīng)毒性效應(yīng)的敏感終點(diǎn)指標(biāo)。魚(yú)類生物學(xué)特征是開(kāi)展神經(jīng)行為毒性研究的重要基礎(chǔ)。眾多品系的試驗(yàn)魚(yú)為神經(jīng)行為毒性研究提供了重要的試驗(yàn)動(dòng)物。魚(yú)類基因組序列信息,為魚(yú)類行為學(xué)提供分子基礎(chǔ)。魚(yú)類種內(nèi)變異,為研究同一物種不同的表型個(gè)體間表現(xiàn)出高度的神經(jīng)行為毒性差異,提供重要的試驗(yàn)材料。魚(yú)類是研究神經(jīng)行為毒性的重要物種。