文章標(biāo)題：Dietary Seleno‑L‑Methionine Causes Alterations in Neurotransmitters, Ultrastructure of the Brain, and Behaviors in Zebrafifish (Danio rerio)

發(fā)表期刊：Environmental Science & Technology

發(fā)表時(shí)間：2021年8月

影響因子：9.028

合作客戶：華南師范大學(xué)

百趣提供服務(wù)：神經(jīng)遞質(zhì)靶標(biāo)檢測(cè)

01 研究背景

1.Se-Met在抗氧化生理上的影響

相比于對(duì)照組(C)，中(M：12.16 μg Se/g 干重)和高(H：34.61 μg Se/g 干重)濃度處理組斑馬魚腦組織中總硒累積量升高(圖1A)，ROS水平增加，抗氧化酶活性以及相關(guān)硒蛋白基因表達(dá)量降低(圖1B-K)，證明Se-Met導(dǎo)致斑馬魚腦組織抗氧化能力降低。

2.Se-Met對(duì)神經(jīng)元的影響

為了解不同濃度Se-Met對(duì)斑馬魚神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)的影響，使用透射電子顯微鏡(TEM)進(jìn)行觀察，結(jié)果顯示：相比于C組，Se-Met導(dǎo)致M和H處理組斑馬魚腦組織線粒體發(fā)生腫脹、嵴峭結(jié)構(gòu)斷裂，甚至膜破損，基質(zhì)外溢(圖2)。同時(shí)，線粒體呼吸鏈復(fù)合物I、II、IV和V的活性在各處理組均顯著降低(圖3)。此外，過量硒代蛋氨酸也導(dǎo)致腦組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張。

通過對(duì)斑馬魚腦組織進(jìn)行神經(jīng)遞質(zhì)靶標(biāo)測(cè)定，并對(duì)篩選出來的41種神經(jīng)遞質(zhì)及其代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，參與調(diào)控多巴胺能(DA)、5-羥色胺能(5-HT)、乙酰膽堿能(Ach)、γ-氨基丁酸能(GABA)和組胺能(HA)信號(hào)通路的21種神經(jīng)遞質(zhì)及其代謝產(chǎn)物受到顯著影響(圖4)。此外，通過qPCR定量分析發(fā)現(xiàn)，參與DA通路調(diào)控基因th、dat、drd1、drd2b、drd4、bdnf，5-HT通路調(diào)控基因tph、htr1aa、htr2b、mao，GABA 通路調(diào)控基因gad1b、gad2以及HA通路調(diào)控基因hdc、hrh1的表達(dá)也受到了顯著影響(圖5)。

3.Se-Met對(duì)魚類行為的影響

游泳試驗(yàn)顯示C組斑馬魚在燒杯邊緣游動(dòng)頻率最高 (圖6A)，Se-Met處理組60s總游泳距離較C組短15~60%(圖7A)。Y迷宮試驗(yàn)結(jié)果顯示，M和H處理組斑馬魚更傾向停留在Start臂(圖6B、7B)。相比于C組，投喂M和H組含硒飼料60天后，斑馬魚的自由游泳能力和空間認(rèn)知能力受到顯著影響。

03 結(jié)論

基于研究結(jié)果，本文對(duì)斑馬魚大腦和神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)的不良結(jié)果途徑(AOPs)進(jìn)行了總結(jié)：Se導(dǎo)致的ROS的過量產(chǎn)生可視為分子起始途徑(Molecular Initial Event, MIE)，隨后的脂質(zhì)過氧化、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張、線粒體損傷以及神經(jīng)遞質(zhì)和相關(guān)基因的改變等為關(guān)鍵事件(Key Events, KEs)，魚類個(gè)體行為的改變?yōu)椴涣冀Y(jié)果(圖8)。Se-Met導(dǎo)致斑馬魚神經(jīng)行為改變這一AOPs的建立可為評(píng)估各類環(huán)境污染物對(duì)魚類的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

文獻(xiàn)原文

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