環(huán)境污染物造成魚類視覺缺陷的研究進(jìn)展

魏書慧，張曉娜，汝少國

中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院，青島 266003

近年來，環(huán)境污染物的視覺毒性備受研究者關(guān)注，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)無眼、小眼和(眼組織)殘缺等視覺缺陷都與環(huán)境污染物的暴露有關(guān)[1-4]。如今，非感染性眼病如弱視、色盲等發(fā)病率呈上升趨勢。據(jù)報(bào)道，環(huán)境污染是導(dǎo)致視覺發(fā)育異常的重要原因[5-6]。視覺發(fā)育受損最終會影響動物的視覺功能，對其運(yùn)動、捕食、逃避天敵和繁殖等活動產(chǎn)生不利影響，影響其在環(huán)境中的生存，進(jìn)而影響種群的穩(wěn)定[7]。本綜述總結(jié)了近10年來多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚、重金屬、雙酚類化合物及其衍生物、全氟烷基化合物、農(nóng)藥和殺蟲劑等幾類常見的環(huán)境污染物對魚類的視覺毒性效應(yīng)及機(jī)制研究進(jìn)展，為環(huán)境污染物的安全性評價(jià)提供更多的毒理學(xué)數(shù)據(jù)支撐。

1 魚類視覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能(Structure and function of visual system in fish)

硬骨魚類的視覺系統(tǒng)較為發(fā)達(dá)，對攝食、集群等生命活動有著重要作用。其中，眼球是魚類視覺系統(tǒng)的重要組成器官，正常的視覺功能主要依賴于視網(wǎng)膜。硬骨魚類視網(wǎng)膜具有脊椎動物視網(wǎng)膜的典型結(jié)構(gòu)，厚度通常在200～300 μm之間。光鏡下觀察，從脈絡(luò)膜至玻璃體可分為10層，依次為視網(wǎng)膜色素上皮層(retinal pigment epithelium, RPE)、感光細(xì)胞層(photoreceptor layer, PRL)、外界膜(outer limiting membrane, OLM)、外核層(outer nuclear layer, ONL)、外叢狀層(outer plexiform layer, OPL)、內(nèi)核層(inner nuclear layer, INL)、內(nèi)叢狀層(inner plexiform layer, IPL)、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層(ganglion cell layer, GCL)、神經(jīng)纖維層(nerve fibre layer, NFL)和內(nèi)界膜(inner limiting membrane, ILM)。視網(wǎng)膜的特化程度以及視網(wǎng)膜各類細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)量分布與魚類視覺功能的發(fā)達(dá)程度有著必然的聯(lián)系[8]。目前，研究較為深入的為斑馬魚的視網(wǎng)膜發(fā)生過程。受精后28 h(28 hours post fertilization, 28 hpf)，神經(jīng)發(fā)育開始，斑馬魚視網(wǎng)膜中神經(jīng)節(jié)細(xì)胞出現(xiàn)；30 hpf時(shí)，第一個(gè)視神經(jīng)軸突出現(xiàn)；到48 hpf，神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的突觸逐漸延伸到達(dá)視頂蓋[9]，此時(shí)視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞視蛋白開始在腹側(cè)部分表達(dá)；50 hpf時(shí)INL開始出現(xiàn)無長突細(xì)胞和水平細(xì)胞[10]；55 hpf時(shí)ONL中出現(xiàn)視錐和視桿細(xì)胞的外段及其突觸末端[11]，視桿細(xì)胞和穆勒膠質(zhì)細(xì)胞最晚分化[12]；60 hpf后雙極細(xì)胞開始出現(xiàn)；65 hpf時(shí)開始出現(xiàn)突觸帶；74 hpf后，突觸帶發(fā)育成熟，除視桿細(xì)胞外，其他與視覺相關(guān)的視網(wǎng)膜細(xì)胞也基本發(fā)育成熟[11]，此時(shí)視網(wǎng)膜可以進(jìn)行視覺信息處理，視網(wǎng)膜初具功能[13]。

魚類的視覺功能幾乎完全由感光細(xì)胞介導(dǎo)。大多數(shù)硬骨魚的感光細(xì)胞由一種視桿細(xì)胞及4種視錐細(xì)胞構(gòu)成。這4種視錐細(xì)胞分別為：對藍(lán)光敏感的長單錐視錐細(xì)胞、對紫外光敏感的短單錐視錐細(xì)胞、對紅光敏感的長雙錐細(xì)胞和對綠光敏感的短雙錐細(xì)胞，其中長雙錐和短雙錐細(xì)胞配對形成一個(gè)雙錐結(jié)構(gòu)(對紅光敏感的長雙錐細(xì)胞占主要部分)。視蛋白由光感受器合成，決定視覺色素的光譜特征[14]。長單錐視錐細(xì)胞中含有藍(lán)光敏感視蛋白，由opn1sw2基因編碼；短單錐視錐細(xì)胞含有紫外敏感視蛋白，由opn1sw1基因編碼；長雙錐細(xì)胞中含有紅光敏感視蛋白，由opn1lw1和opn1lw2基因編碼；短雙錐細(xì)胞含有綠光敏感視蛋白，由opn1mw1、opn1mw2、opn1mw3和opn1mw4基因編碼。視錐細(xì)胞中含有的視錐視蛋白與明視覺相關(guān)；視桿細(xì)胞中含有視紫紅質(zhì)視蛋白，由rho基因編碼，與暗視覺相關(guān)。

在視網(wǎng)膜感光細(xì)胞層內(nèi)，視桿細(xì)胞核靠近內(nèi)層視網(wǎng)膜與視錐細(xì)胞相鄰，視桿細(xì)胞外節(jié)突出超過視錐細(xì)胞的外節(jié)并整合入RPE中。感光細(xì)胞的發(fā)育如同其他類型的視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞一樣，也受內(nèi)在因素和環(huán)境因素共同調(diào)節(jié)。視網(wǎng)膜祖細(xì)胞在環(huán)境信號影響下，經(jīng)過一系列的競爭機(jī)制，產(chǎn)生所有可能的細(xì)胞類型。光轉(zhuǎn)導(dǎo)是視覺信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的重要組成部分，光刺激被感光細(xì)胞的受體接受后，通過與受體偶聯(lián)的G蛋白激活視紫紅質(zhì)，后者則捕獲光子并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，通過視網(wǎng)膜向神經(jīng)節(jié)細(xì)胞傳遞，頂蓋是魚腦中高度發(fā)達(dá)的部分，視覺信息通過視交叉投射至對側(cè)頂蓋，軸突傳遞信號到大腦內(nèi)，從而產(chǎn)生視覺[11]。

敏銳的視覺對魚類運(yùn)動、捕食或逃避捕食者等生命活動至關(guān)重要，而視覺缺陷(包括視覺功能障礙和視覺系統(tǒng)發(fā)育缺陷等)將會影響其生存和種群穩(wěn)定[7]。目前已報(bào)道的評估視覺功能的方法主要包括眼動反應(yīng)(optokinetic responses, OKR)、視動反應(yīng)(optomotor response, OMR)、趨光反應(yīng)、視覺刺激躲避行為和光暗循環(huán)運(yùn)動等視覺行為實(shí)驗(yàn)以及視網(wǎng)膜電圖[15-17]，其中OKR和OMR這2種行為學(xué)指標(biāo)是簡單有效的視覺功能檢測方法[18]。視覺系統(tǒng)發(fā)育缺陷除包括眼睛減小、眼部色素減退等表型缺陷外，還包括視網(wǎng)膜組織學(xué)改變和視網(wǎng)膜神經(jīng)發(fā)育異常(如感光細(xì)胞、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞及軸突發(fā)育缺陷等)，通過組織學(xué)切片可以檢測視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)變化，如視網(wǎng)膜各層厚度和面積、視網(wǎng)膜細(xì)胞排列和數(shù)目等。此外，斑馬魚視覺缺陷突變體及轉(zhuǎn)基因模型可以用來研究視網(wǎng)膜病變及基因突變，如斑馬魚rep1突變致脈絡(luò)膜缺失模型、視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜萎縮模型、色素性視網(wǎng)膜炎模型、視錐和視桿營養(yǎng)不良模型、視網(wǎng)膜纖毛病模型、糖尿病視網(wǎng)膜病變模型和斑馬魚白化突變體等[19]。

2 不同種類的環(huán)境污染物對魚類視覺系統(tǒng)的毒性效應(yīng)及機(jī)制研究進(jìn)展(Advances in visual toxicity effects of different kinds of environmental pollutants in fish and the underlying mechanism)

2.1 多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)

PAHs是一類普遍存在的環(huán)境持久性有機(jī)污染物，其主要來源不僅包括化石燃料、石油和木材等的燃燒，還包括城市廢物、工業(yè)廢水、石油泄漏、汽車尾氣和煤焦油生產(chǎn)等人為來源[20]。近年，在我國廈門沿海地區(qū)表層海水中檢出PAHs濃度為18.1～248 ng·L-1[21]，沉積物中PAHs的濃度為5.118 μg·g-1[22]。PAHs除具有心臟毒性和生殖毒性外[23-25]，還能夠?qū)︳~類的視覺發(fā)育和視覺功能造成有害影響。研究表明，河豚魚的仔魚在0～192 hpf階段暴露于50 mg·L-1(以重油(heavy oil, HO)計(jì))會導(dǎo)致孵化出的仔魚眼表面積減小、眼睛長寬比(縱向和橫向長度之比)改變，進(jìn)而破壞其節(jié)律性運(yùn)動，干擾仔魚的趨光性行為[26]。暴露于“深水地平線”(deepwater horizon, DWH)原油中的PAHs導(dǎo)致藍(lán)鰭金槍魚(Thunnusthynnus)、黃鰭金槍魚(Thunnusalbacares)和琥珀魚(Serioladumerili)等多種魚類仔魚的眼睛減小[27]。

近年來，很多研究報(bào)道了菲(phenanthrene, Phe)、苯并(a)芘(benzo[a]pyrene, BaP)、苯并(c)菲(benzo[c]phenanthrene, BcP)和萘(naphthalene, NAP)等典型PAHs的視覺毒性作用機(jī)制。一方面，PAHs可通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，影響魚類視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響其視覺功能。例如，Liu等[28]采用20、40和80 μmol·L-1的NAP染毒斑馬魚胚胎(6～144 hpf)，發(fā)現(xiàn)48 hpf仔魚眼部出現(xiàn)濃度依賴性的細(xì)胞凋亡，144 hpf仔魚視網(wǎng)膜GCL細(xì)胞數(shù)量減少，且分布不均，使得仔魚在光暗循環(huán)運(yùn)動行為實(shí)驗(yàn)中暗時(shí)段的游動速度明顯減慢。Xu等[29]研究發(fā)現(xiàn)，0.67 μg·L-1浮油染毒鲯鰍魚(6～48 hpf)可導(dǎo)致孵化后7～10 d(7～10 days post hatch, 7～10 dph)仔魚視網(wǎng)膜、INL和GCL直徑顯著增加，OMR反應(yīng)減弱。Huang等[3]的體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Phe可通過激活芳香烴受體通路，促進(jìn)絲裂原活化蛋白激酶(Caspase 3)依賴性的凋亡，導(dǎo)致72 hpf仔魚視網(wǎng)膜、RPE的厚度和晶狀體的直徑顯著減小，進(jìn)而影響斑馬魚的視覺行為。另一方面，PAHs還可以通過干擾魚類眼睛發(fā)育及光轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)基因表達(dá)，最終導(dǎo)致視覺系統(tǒng)發(fā)育缺陷和視覺功能障礙。研究報(bào)道，浮油暴露鲯鰍(Coryphaenahippurus)胚胎至96 hpf，能夠顯著下調(diào)光轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)基因rho、gnat2、pde6g和grk7表達(dá)量，干擾仔魚視紫紅質(zhì)的再生，光轉(zhuǎn)導(dǎo)過程受抑制，進(jìn)而損傷視覺功能[30]。Huang等[31]借助微陣列技術(shù)，發(fā)現(xiàn)BaP可通過干擾光轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)基因(opn1sw1、opn1mw1、gnat2、LOC100004285和arr3l等)以及感光細(xì)胞發(fā)育基因(per2、hspb6、chrna1、cyp1b1、cryba4、atoh8、zgc:73142、guk1和lin7a等)的表達(dá)，影響斑馬魚感光細(xì)胞的維持和光轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，進(jìn)而導(dǎo)致其視覺系統(tǒng)發(fā)育缺陷。在魚體內(nèi)，BcP被代謝為3-羥基苯并(c)菲(3-OHBcP)，Chen等[32]將1 nmol·L-1的3-OHBcP注射入日本青鳉胚胎，發(fā)現(xiàn)其能通過上調(diào)lim2.5、lim2.4、bfsp2、bfsp1、crygmxl2、crygn2、crybb1l3、cryba1l2、crybb1和cryba1b等眼睛發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)量，導(dǎo)致青鳉胚胎眼睛晶狀體不完整、眼睛顏色變暗等發(fā)育缺陷。

2.2 多氯聯(lián)苯(polychlorinated biphenyls, PCBs)

PCBs是另一類環(huán)境持久性有機(jī)污染物，主要來源于火災(zāi)的不完全燃燒、變壓器廢油和電氣設(shè)備等的非法填埋和焚燒[33-34]、酸浴提取金屬所產(chǎn)生廢液[35]、船舶油漆和殘骸[36]等。已有研究報(bào)道，在我國長江三角洲水稻土壤中檢出的PCBs濃度高達(dá)2 726 pg·g-1[37]，此外，在江蘇省長江流域表層水中檢出的PCBs濃度已經(jīng)超過了世界衛(wèi)生組織環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的20 ng·L-1[38]。PCBs除具有生殖毒性、免疫毒性和心臟發(fā)育毒性外[39-41]，還能夠?qū)︳~類的視覺發(fā)育和視覺功能造成有害影響。研究表明，斑馬魚胚胎暴露于0.25、0.5、0.75和1 mg·L-1的PCB-95(0～72 hpf)，會導(dǎo)致受精后5 d(5 days post fertilization, 5 dpf)仔魚眼睛顯著減小，干擾仔魚視覺刺激躲避行為，隨PCB-95濃度的升高，仔魚游泳速度呈劑量依賴性降低[42]。

目前的研究報(bào)道，PCBs主要通過影響感光細(xì)胞、視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞等的發(fā)育和凋亡等，導(dǎo)致視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)或功能受損，進(jìn)而產(chǎn)生視覺障礙。Zhang等[43]報(bào)道，0.5 mg·L-1和1 mg·L-1的PCB-1254染毒斑馬魚胚胎至7 dpf，能夠顯著下調(diào)感光細(xì)胞發(fā)育基因opnsws1、opnsws2、crx和rho表達(dá)量，導(dǎo)致仔魚感光細(xì)胞發(fā)育異常，OMR顯著減弱。研究表明，sonic hedgehog (Shh)信號通路在視網(wǎng)膜發(fā)育過程中起重要作用。分泌細(xì)胞分泌Shh蛋白后，由靶細(xì)胞膜上的2種受體Ptch和Smo接收信號。Shh信號通路的下游核內(nèi)因子主要為Gli蛋白家族，包含Gli1、Gli2及Gli3這3種轉(zhuǎn)錄因子。正常情況下，Ptch抑制Smo蛋白活性，從而抑制下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。當(dāng)Ptch與Shh結(jié)合后，解除對Smo的抑制作用，促使Gli蛋白進(jìn)入核內(nèi)激活下游靶基因轉(zhuǎn)錄[44]。研究發(fā)現(xiàn)，Shh蛋白主要由神經(jīng)節(jié)細(xì)胞分泌，調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞及感光細(xì)胞的發(fā)育，參與視網(wǎng)膜發(fā)育的諸多過程[45-47]。Shh通過調(diào)節(jié)pax2和pax6決定視泡遠(yuǎn)近軸及腹側(cè)視網(wǎng)膜的發(fā)育從而影響視網(wǎng)膜分層[48]。Wei等[49]的體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PCB-1254可通過抑制Shh信號通路相關(guān)基因(shha、shhb、gli1和gli2)表達(dá)，抑制視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(RGC-5)增殖，并促進(jìn)其凋亡，進(jìn)而導(dǎo)致視網(wǎng)膜發(fā)育異常。除此之外，microRNA(miRNA)在PCBs誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜細(xì)胞功能損傷中也發(fā)揮著重要作用，PCBs可以通過作用于細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK)和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase, MAPK)等途徑，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，進(jìn)而影響視覺功能。張曉倩等[50]報(bào)道，0.125、0.250、0.500和1.000 mg·L-1的PCB-1254暴露可通過miR-182靶向成纖維細(xì)胞生長因子FGF9激活MAPK/ERK信號通路，或通過miR-20b靶向成纖維細(xì)胞生長因子FGF2/生長因子受體結(jié)合蛋白GRB2，抑制MAPK/ERK信號通路，促進(jìn)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞和感光細(xì)胞(661w)的凋亡，導(dǎo)致視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和視覺功能異常。

2.3 多溴聯(lián)苯醚(polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)

PBDEs是一類新型持久性環(huán)境有機(jī)污染物，作為成本低廉的添加性溴代阻燃劑，廣泛應(yīng)用于電子電器設(shè)備、自動控制設(shè)備、建筑材料和紡織品等的制造生產(chǎn)中。工業(yè)生產(chǎn)的PBDEs混合物主要包括3種：五溴二苯醚混合物(DE-71)、八溴二苯醚混合物(DE-79)和十溴二苯醚混合物。五溴二苯醚混合物包含BDE-47、BDE-99和BDE-100等，八溴二苯醚主要為BDE-183，十溴二苯醚主要為BDE-209。已有研究報(bào)道，我國廣東省清遠(yuǎn)市龍?zhí)伶?zhèn)水樣檢出的PBDEs最高濃度為24.4 ng·L-1[51]。在我國珠江三角洲地區(qū)廢水中檢出的PBDEs濃度為3.3～2 496.4 ng·L-1[52]。PBDEs除具有心臟發(fā)育毒性、肝臟毒性[53]和生殖毒性[54]外，還能夠?qū)︳~類的視覺發(fā)育和視覺功能造成有害影響。研究表明，450 ng·L-1和1 350 ng·L-1的BDE-47暴露導(dǎo)致10 dph日本青鳉仔魚OMR反應(yīng)顯著減弱[55]。Zhao等[56]的研究表明，5、50和500 μg·L-1的BDE-47連續(xù)染毒斑馬魚胚胎(3 hpf～6 dpf)及間隔染毒斑馬魚胚胎(24 hpf～2 dpf, 3～4 dpf)，導(dǎo)致孵化出的仔魚光暗循環(huán)運(yùn)動行為改變，其中最高濃度的BDE-47暴露導(dǎo)致5 dpf和6 dpf仔魚在黑暗時(shí)段的運(yùn)動距離顯著減少。Dong等[57]報(bào)道，1、10和100 nmol·L-1的6-OH-BDE-47染毒斑馬魚胚胎至10 dpf，可導(dǎo)致30 hpf斑馬魚胚胎眼部黑色素出現(xiàn)劑量依賴性降低。

近年來，許多研究報(bào)道了DE-71、BDE-47、BDE-99和BDE-209等典型PBDEs的視覺毒性及作用機(jī)制。PBDEs可以通過干擾眼睛發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)，損傷視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致魚類視覺功能障礙。Xu等[58]用500 μg·L-1的BDE-47染毒斑馬魚胚胎(3 hpf～6 dpf)，借助深度測序技術(shù)，發(fā)現(xiàn)BDE-47通過干擾眼睛發(fā)育相關(guān)基因(opn1sw1、rx2、crx和cdh4等)的表達(dá)，導(dǎo)致6 dpf仔魚視網(wǎng)膜感光細(xì)胞排列紊亂，INL厚度增大且細(xì)胞分布稀疏，最終影響視覺功能。另有研究表明，斑馬魚胚胎暴露于3.58 μg·L-1和31.0 μg·L-1的BDE-71，使15 dpf仔魚的INL面積顯著增大，而IPL面積及GCL細(xì)胞數(shù)量顯著減少，最終導(dǎo)致OKR和趨光行為加劇[59]。Zezza等[60]用1、10、25、50、75和100 nmol·L-1的BDE-47、BDE-99和BDE-209分別染毒斑馬魚胚胎至96 hpf，發(fā)現(xiàn)低濃度下的BDE-47和BDE-99及高濃度下的BDE-209暴露導(dǎo)致仔魚OPL面積減小，造成斑馬魚視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)損傷，最終影響視覺功能。除了上述作用機(jī)制外，PBDEs還可以通過干擾視黃酸(retinoic acid, RA)、甲狀腺激素(thyroid hormones, THs)介導(dǎo)的視覺系統(tǒng)發(fā)育過程等，影響魚類的視覺發(fā)育，進(jìn)而造成視覺毒性。

研究表明，RA在視覺系統(tǒng)發(fā)育、視原基形成、感光細(xì)胞的維持和增殖中起著重要的調(diào)節(jié)作用[61-63]。在脊椎動物中，RA在視網(wǎng)膜中合成[64]，促進(jìn)RPE的發(fā)育，而RA供給不足或合成受抑制會影響感光細(xì)胞的發(fā)育[65]。乙醛脫氫酶(Aldh1a2和Aldh1a3)是催化視黃醛合成RA的關(guān)鍵酶[66]。感光細(xì)胞的外段含有視色素，由視蛋白及11-順視黃醛組成，遇光時(shí)后者轉(zhuǎn)變?yōu)槿词浇Y(jié)構(gòu)，從而啟動視網(wǎng)膜中的光轉(zhuǎn)導(dǎo)和RA循環(huán)。RA異構(gòu)酶(retinal pigment epithelium-specific 65 kDa protein, RPE65)和卵磷脂視黃醇?；D(zhuǎn)移酶(lecithin retinol acyltransferase, LRAT)是參與RA循環(huán)中的關(guān)鍵酶，可以催化全反式視黃醇經(jīng)過一系列變化轉(zhuǎn)變?yōu)?1-順視黃醛，然后與視蛋白結(jié)合形成新的視色素，進(jìn)入下一輪光化學(xué)反應(yīng)循環(huán)[67]。研究發(fā)現(xiàn)，PBDEs可以通過干擾RA信號通路相關(guān)基因以及視蛋白基因的表達(dá)，導(dǎo)致視覺系統(tǒng)發(fā)育缺陷和視覺功能障礙。例如，DE-71染毒斑馬魚胚胎至120 hpf，能夠顯著下調(diào)仔魚RA信號通路相關(guān)基因(raldh2、rbp1a、rdh1、crbp1a、crabp2a和raraa等)表達(dá)量，干擾視黃醛和RA的再生，RA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程受抑制，進(jìn)而損傷視覺功能。此外，DE-71還能通過上調(diào)opn1sw1、opn1sw2和rho等視蛋白基因表達(dá)，干擾仔魚眼睛發(fā)育[68]。王超[69]的研究結(jié)果表明，BDE-47通過降低視黃醇飽和酶(retsat)、乙醛脫氫酶2型(aldh1a2)、細(xì)胞色素P450酶(cyp26a1)和視黃醇脫氫酶8a(rdh8a)等RA合成相關(guān)基因的表達(dá)量，導(dǎo)致斑馬魚體內(nèi)RA代謝合成紊亂，影響斑馬魚視覺發(fā)育及視覺功能。

THs是對脊椎動物早期發(fā)育具有重要調(diào)控作用的一種內(nèi)分泌激素，早期發(fā)育階段甲狀腺激素受體β(thyroid hormone receptorβ, TRβ)主要在視網(wǎng)膜的外核層表達(dá)，其中包含發(fā)育中的光感受器[70]。體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)，THs可以調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜光感受器的分化、視錐細(xì)胞的形成及存活、視蛋白基因的表達(dá)等[71-73]。因此，干擾甲狀腺激素系統(tǒng)會影響其所調(diào)控的魚類眼睛發(fā)育，進(jìn)而影響視覺能力和行為。研究表明，PBDEs可通過干擾THs調(diào)控的發(fā)育通路，誘導(dǎo)視網(wǎng)膜細(xì)胞凋亡，最終影響魚類視覺功能。例如，PBDEs及其羥基代謝物(OH-BDEs)的化學(xué)結(jié)構(gòu)與內(nèi)源性甲狀腺素(thyroxine, T4)和三碘甲狀腺原氨酸(triiodothyronine, T3)相似，Dong等[57]的研究表明，6-OH-BDE-47能夠模擬T3，通過降低thrβ轉(zhuǎn)錄水平，增加視網(wǎng)膜細(xì)胞凋亡，細(xì)胞增殖減少，RPE厚度降低且出現(xiàn)空隙，導(dǎo)致眼部黑色素沉著減少，最終影響斑馬魚的視覺行為。另外，李嘉偉等[74]的體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BDE-99和5-OH-BDE-99都可以與T3競爭性結(jié)合TRβ，10 nmol·L-1和100 nmol·L-1的BDE-99和5-OH-BDE-99暴露導(dǎo)致60 hpf斑馬魚仔魚thrβ的轉(zhuǎn)錄水平顯著降低，造成仔魚眼睛色素沉著減少，進(jìn)而影響視覺功能。

2.4 重金屬

重金屬是水生生態(tài)系統(tǒng)重要的持久性污染物，其主要來源不僅包括自然風(fēng)化、火山活動、植被釋放和土壤排放等，還包括化石燃料的燃燒，工業(yè)生產(chǎn)水泥、鋼鐵和有色金屬等人為來源。已有研究表明，世界各國河流與湖泊等水生生態(tài)系統(tǒng)均受到重金屬不同程度的污染。例如，巴基斯坦奇納布河水體中可溶性鉛(Pb)的濃度為188.2～206.9 μg·L-1，鎘(Cd)的濃度為22.3～33.6 μg·L-1，鉻(Cr)的濃度為76.7～196.8 μg·L-1，銅(Cu)的濃度為27.5～46.1 μg·L-1。王益平[75]研究發(fā)現(xiàn)，我國珠江流域廣東段水體溶解態(tài)重金屬Cr的濃度為1.695 μg·L-1，Cu的濃度為1.092 μg·L-1，錳(Mn)的濃度為1.061 μg·L-1，鋅(Zn)的濃度為3.611 μg·L-1，Cd的濃度為0.042 μg·L-1，Pb的濃度為0.077 μg·L-1。重金屬除具有免疫毒性、生殖毒性和內(nèi)分泌毒性[76-78]外，還能夠?qū)︳~類的視覺發(fā)育和視覺功能造成有害影響。例如，10 nmol·L-1和30 nmol·L-1的Pb染毒斑馬魚胚胎至24 hpf，導(dǎo)致成魚對視覺刺激的反應(yīng)明顯減弱[79]。Hen Chow等[80]的研究結(jié)果表明，Cd染毒斑馬魚胚胎(4～24 hpf)，導(dǎo)致24 hpf斑馬魚胚胎小眼表型顯著增多，與對照組相比，7 dpf仔魚在明亮的環(huán)境中皮膚色素沉積增多，導(dǎo)致視覺介導(dǎo)的背景適應(yīng)行為發(fā)生改變。

近年來，很多研究報(bào)道了汞(Hg)、Pb和Cd等典型重金屬的視覺毒性及作用機(jī)制。重金屬可以通過促進(jìn)氧化應(yīng)激，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致魚類視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)改變，最終影響視覺功能。Avallone等[81]的研究結(jié)果表明，0.3 mg·L-1和3.0 mg·L-1的Cd染毒成年斑馬魚30 d，導(dǎo)致神經(jīng)纖維層明顯增厚且有空泡，感光細(xì)胞層出現(xiàn)空白區(qū)域，GCL和ONL細(xì)胞凋亡增多，視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)受損，導(dǎo)致成年斑馬魚視覺躲避逃逸反應(yīng)改變。曾建平[82]的研究表明，染Pb培養(yǎng)胎兒RPE細(xì)胞系(fRPE-13)及成人RPE細(xì)胞系(ARPE-19)，可造成RPE細(xì)胞產(chǎn)生氧化應(yīng)激，最終導(dǎo)致RPE細(xì)胞凋亡或壞死。Hg被存在于環(huán)境中的細(xì)菌甲基化，轉(zhuǎn)化為甲基汞(MeHg)。Pereira等[83]在鯔魚(Lizaaurata)大腦、眼壁和晶狀體中發(fā)現(xiàn)高水平MeHg積累，進(jìn)一步研究表明，MeHg可能通過降低過氧化氫酶(catalase, CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和乙酰膽堿酯酶活性，促進(jìn)氧化應(yīng)激，增加氧化損傷，干擾神經(jīng)傳遞過程從而發(fā)揮眼部毒性[84]。重金屬也可以通過干擾Shh信號通路相關(guān)基因表達(dá)，影響視網(wǎng)膜神經(jīng)元分化，從而影響視覺功能。例如，Hen Chow等[80]研究表明，Cd能夠干擾shh的轉(zhuǎn)錄水平，導(dǎo)致神經(jīng)節(jié)細(xì)胞和光感受器細(xì)胞數(shù)量減少，影響視網(wǎng)膜神經(jīng)發(fā)育，干擾軸突形成，最終影響視覺功能。crestin是一種泛神經(jīng)嵴標(biāo)記物[85]，常用于指示神經(jīng)嵴或黑色素細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生。重金屬還可以通過干擾crestin的表達(dá)量，影響神經(jīng)嵴和色素細(xì)胞的形成，進(jìn)一步影響眼睛發(fā)育和視覺功能。Zhang等[86]借助高通量分子篩選技術(shù)發(fā)現(xiàn)，Cd通過降低crestin的表達(dá)量，阻斷神經(jīng)嵴的發(fā)育，抑制了色素細(xì)胞的形成，導(dǎo)致斑馬魚頭眼發(fā)育不全和色素減退表型，最終影響視覺功能。

2.5 雙酚類化合物及其衍生物(bisphenol analogues, BPs)

BPs是一類結(jié)構(gòu)相似(具有2個(gè)羥苯基)的物質(zhì)，主要包括雙酚A(bisphenol A, BPA)、雙酚S(bisphenol S, BPS)、雙酚F(bisphenol F, BPF)、雙酚AF(bisphenol AF, BPAF)、四氯雙酚A(tetrachlorobisphenol A, TCBPA)和四溴雙酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)等[87-88]。BPs作為工業(yè)產(chǎn)品的原材料，廣泛應(yīng)用于環(huán)氧樹脂、嬰兒奶瓶、熱敏紙、硫化物和殺蟲劑、皮革鞣劑、染料分散劑和纖維添加劑等[89-90]。據(jù)報(bào)道，BPs在世界各國水、沉積物等多種環(huán)境介質(zhì)中被檢出[91]。例如，在中國太湖中檢測到的BPA和TBBPA濃度范圍分別為73～678 ng·L-1和1.7～7.1 ng·L-1，平均濃度分別為217 ng·L-1和3.5 ng·L-1[92]；日本Tamagawa河采集的水樣中BPF的濃度為2.85 μg·L-1；而在印度Adyar河中檢測到的BPS濃度高達(dá)7.20 μg·L-1[93]。此外，我國珠江河口沉積物中BPA濃度范圍為9.48～143 ng·L-1[94]。BPs除具有免疫毒性、神經(jīng)內(nèi)分泌毒性和生殖毒性[95-96]外，還能夠?qū)︳~類的視覺發(fā)育和視覺功能造成有害影響。例如，Inagaki等[97]的研究結(jié)果表明，200 μg·L-1的BPA染毒日本青鳉(自1 dpf開始)，導(dǎo)致4 dpf青鳉仔魚眼睛色素沉著顯著增多。Fraser等[98]的研究表明，斑馬魚胚胎暴露于BPS(6～118 hpf)，導(dǎo)致96、100和118 hpf仔魚光暗循環(huán)運(yùn)動行為改變。

近年來，一些研究報(bào)道了BPS和TBBPA等雙酚類化合物的視覺毒性及作用機(jī)制。一方面，BPS通過干擾視蛋白基因的表達(dá)，影響光感受器的發(fā)育，進(jìn)而影響視覺功能。Liu等[99]的研究表明，1、10、100和1 000 μg·L-1的BPS長期染毒斑馬魚胚胎，干擾了120 dpf雄性斑馬魚感光細(xì)胞視蛋白基因(opn1sw1、opn1sw2、opn1mw1、opn1lw1和rho)的表達(dá)，導(dǎo)致感光細(xì)胞排列不規(guī)則，從而減弱了斑馬魚的視覺追蹤能力。另一方面，BPS還可以通過促進(jìn)細(xì)胞凋亡，破壞視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致視覺行為異常。視網(wǎng)膜凋亡通常由促凋亡基因bax和抗凋亡基因bcl-2介導(dǎo)[100]，bcl-2表達(dá)下調(diào)表明細(xì)胞凋亡增多。BPS長期染毒斑馬魚胚胎至其性成熟，通過降低bcl-2的轉(zhuǎn)錄水平，誘導(dǎo)視網(wǎng)膜細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致成年雄性斑馬魚IPL、GCL和視網(wǎng)膜厚度減小，最終導(dǎo)致OMR和OKR減弱[99]。此外，Gu等[101]的研究也表明，0.3 mg·L-1和3.0 mg·L-1的BPS染毒斑馬魚胚胎至6 dpf，導(dǎo)致6 dpf仔魚細(xì)胞凋亡增加，視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)改變(RPE出現(xiàn)空洞，GCL細(xì)胞排列稀疏)，顯著減弱了仔魚的運(yùn)動行為。

雙酚類化合物的衍生物TBBPA可以與甲狀腺激素受體相互作用，干擾甲狀腺激素系統(tǒng)，從而影響眼睛發(fā)育和視覺功能。Baumann等[102]用0、100、200、300和400 μg·L-1的TBBPA染毒斑馬魚胚胎，發(fā)現(xiàn)TBBPA通過干擾trα、tpo等甲狀腺系統(tǒng)相關(guān)基因的表達(dá)量，導(dǎo)致5 dpf斑馬魚仔魚眼睛的相對大小顯著減小，RPE色素沉積減少，隨TBBPA濃度的增加，仔魚OKR呈劑量依賴性減弱，且仔魚趨光性行為也發(fā)生改變。進(jìn)一步借助微陣列技術(shù)，Baumann等[103]發(fā)現(xiàn)TBBPA還可以通過干擾魚類光轉(zhuǎn)導(dǎo)和RA循環(huán)通路相關(guān)基因(pde6a、pde6h、arr3a和rpe65a等)的表達(dá)，影響斑馬魚光轉(zhuǎn)導(dǎo)和RA循環(huán)過程，從而影響視覺功能。

2.6 全氟烷基化合物(perfluoroalkyl substances, PFASs)

PFASs由一個(gè)全氟化的長碳主鏈組成，末端基為羧基、醇或磺酸基，屬于新型的持久性有機(jī)污染物。全氟辛酸(perfluorooctanoic acid, PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctanesulfonic acid, PFOS)是2種典型的長碳鏈PFASs[104]，因其優(yōu)良的耐高溫、耐水解、耐微生物降解及強(qiáng)酸強(qiáng)堿等特性，廣泛應(yīng)用于潤滑劑、油漆、化妝品和消防泡沫等工業(yè)和消費(fèi)品中[105-106]，目前在世界各國河流、湖泊及飲用水中均有檢出。例如，五大湖中PFOA的檢出濃度范圍為7～50 ng·L-1[107]，而在美國田納西河下游PFOS的檢出濃度達(dá)100 ng·L-1[108]。此外，在萊茵河-魯爾河地區(qū)飲用水中PFOA的檢出濃度高達(dá)519 ng·L-1[109]。據(jù)報(bào)道，PFOA除具有生殖毒性和免疫毒性外，還能夠?qū)︳~類的視覺發(fā)育和視覺功能造成有害影響。研究表明，高濃度的PFOA(414 mg·L-1)暴露導(dǎo)致24 hpf斑馬魚胚胎眼部出現(xiàn)細(xì)胞凋亡，誘導(dǎo)120 hpf斑馬魚仔魚DNA損傷增加，導(dǎo)致仔魚在光暗循環(huán)運(yùn)動行為中暗時(shí)段的游動速度明顯減慢[110]。另有研究表明，0.5、2.0和4.0 mg·L-1的PFOS染毒斑馬魚胚胎(6～96 hpf)，導(dǎo)致24 hpf斑馬魚胚胎眼部發(fā)生細(xì)胞凋亡，最終導(dǎo)致5 dpf仔魚光暗循環(huán)運(yùn)動行為改變[111]。

全氟丁烷磺酸(perfluorobutane sulfonate, PFBS)是一種新出現(xiàn)的水生污染物，短碳鏈的PFBS作為PFOS的替代物，廣泛用于商業(yè)和工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)[112]，據(jù)報(bào)道，我國湖北省唐潯湖中PFBS的平均檢出濃度高達(dá)8.0 μg·L-1[113]。近年來，很多研究報(bào)道了PFBS的視覺毒性及作用機(jī)制。一方面，PFBS可以通過影響神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)，干擾視覺信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終影響視覺功能。視網(wǎng)膜各細(xì)胞層間豐富的突觸連接對視覺信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)、整合和放大具有重要作用[68]，視覺信息在視網(wǎng)膜回路中的傳遞是由多種神經(jīng)遞質(zhì)協(xié)同介導(dǎo)的。Chen等[114]在青鳉眼中發(fā)現(xiàn)高水平PFBS積累，進(jìn)一步研究表明，PFBS可以通過擾亂谷氨酸、γ-氨基丁酸、乙酰膽堿(acetylcholine, ACh)、去甲腎上腺素和腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)，干擾視覺信號傳遞過程，進(jìn)而影響視覺功能。另一方面，PFBS還可以通過干擾魚類眼睛發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)，最終導(dǎo)致視覺系統(tǒng)發(fā)育缺陷和視覺功能障礙。Chen等[114]發(fā)現(xiàn)PFBS暴露導(dǎo)致青鳉晶體蛋白表達(dá)降低，干擾眼球晶狀體和角膜的發(fā)育，最終導(dǎo)致青鳉視覺功能異常。此外，PFBS可以通過干擾RA循環(huán)通路相關(guān)基因表達(dá)，進(jìn)而影響視覺功能。如Hu等[115]用PFBS(0、10和100 μg·L-1)染毒成年雌性斑馬魚28 d，發(fā)現(xiàn)PFBS能夠干擾RA循環(huán)關(guān)鍵基因(rdh1、crbp2a、raldh2和cyp26a等)的表達(dá)，擾亂RA循環(huán)代謝過程，最終影響斑馬魚視覺功能。

2.7 農(nóng)藥和殺蟲劑

有機(jī)磷農(nóng)藥(organophosphate pesticides, OPs)具有高效、快速、廣譜性的特點(diǎn)，常被作為高效殺蟲劑和植物生長調(diào)節(jié)劑而廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，是世界上生產(chǎn)和使用最多的農(nóng)藥品種之一。研究表明，在農(nóng)藥施用過程中，僅有1%左右作用于靶生物，其余的或殘留于土壤，或通過間接途徑進(jìn)入水環(huán)境，對水生生物造成較大的危害。常見的OPs有毒死蜱(chlorpyrifos, CPF)和馬拉松等。CPF作為一種廣譜OPs，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和城市的害蟲防治及草坪維護(hù)等，還可用作建筑物周圍或建筑物下的殺蟲屏障[116]。意外泄漏、未經(jīng)處理排放廢水和噴濺等均會導(dǎo)致大量CPF隨雨水沖洗經(jīng)地表徑流最終進(jìn)入水生生態(tài)系統(tǒng)[117-119]。研究表明，2010—2011年在馬來西亞運(yùn)河水域CPF的檢出濃度范圍為28～44 μg·L-1[120]。馬拉松屬于另一種OPs，其在世界各地區(qū)的地下水中的檢出濃度范圍為2.62～105.2 μg·L-1[121-122]。

近年來，一些研究報(bào)道了CPF和馬拉松等典型OPs的視覺毒性及作用機(jī)制。一方面，CPF可以通過擾亂神經(jīng)遞質(zhì)代謝進(jìn)而影響視覺功能。乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase, AChE)存在于脊椎動物視覺系統(tǒng)的不同組織(角膜、脈絡(luò)膜、虹膜和視網(wǎng)膜等)中，對維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)發(fā)揮重要作用。神經(jīng)遞質(zhì)ACh由突觸前神經(jīng)末梢分泌，釋放到突觸間隙后，被AChE迅速降解。Qiu等[123]用0.024 mg·L-1的CPF染毒青鳉4 d后導(dǎo)致青鳉眼部AChE活性顯著降低，造成乙酰膽堿的積累，進(jìn)而損傷視覺系統(tǒng)，最終導(dǎo)致青鳉驚嚇反應(yīng)(球體下落引起的視覺刺激)改變和視覺功能障礙。另一方面，CPF脅迫還可以通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡進(jìn)而影響魚類視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)，最終影響視覺功能。Marigoudar等[124]的研究表明，0.04、0.09、0.15、0.29和0.56 μg·L-1的毒死蜱染毒尖吻鱸30 d，導(dǎo)致尖吻鱸體內(nèi)SOD活性顯著降低，活性氧(reactive oxygen species, ROS)和細(xì)胞凋亡增多，造成ONL細(xì)胞間隙增加，視網(wǎng)膜各層(RPE、ONL和INL)連接疏松，GCL出現(xiàn)空泡，導(dǎo)致尖吻鱸視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)受損，最終影響視覺功能。另有研究表明，CPF染毒遮目魚(Chanoschanos)30 d，導(dǎo)致其視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層出現(xiàn)空泡，OPL、ONL和RPE等各層連接松散，視網(wǎng)膜組織和結(jié)構(gòu)紊亂，最終影響其視覺功能[125]。馬拉松可以通過干擾甲狀腺激素系統(tǒng)，擾亂視網(wǎng)膜發(fā)育進(jìn)而影響魚類視覺功能。研究表明，1.56、3.12和6.25 μg·L-1的馬拉松染毒塞內(nèi)加爾比目魚(4～30 dph)，導(dǎo)致thrβ的轉(zhuǎn)錄水平和T4水平減少，干擾了THs對視網(wǎng)膜發(fā)育的調(diào)控，導(dǎo)致RPE厚度及面積顯著減小，進(jìn)而影響其視覺功能[126]。

合成擬除蟲菊酯是農(nóng)業(yè)和家庭害蟲防治中普遍使用的殺蟲劑之一。氯氰菊酯(cypermethrin, CP)屬于Ⅱ型擬除蟲菊酯殺蟲劑。據(jù)報(bào)道，CP除具有生殖毒性[127]、肝臟毒性[128]和心臟毒性[129]外，還能夠?qū)︳~類的視覺發(fā)育和視覺功能造成有害影響。例如，Ranjani等[130]借助轉(zhuǎn)錄組技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，10 mg·L-1的CP染毒斑馬魚胚胎48 h，干擾了仔魚視覺系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)基因(crygmd3、fabp11b、pax6a、pax2a、six3b和sox2等)的表達(dá)，最終影響其視覺發(fā)育及視覺功能。

2.8 其他環(huán)境污染物

近年來的研究也報(bào)道了丙烯酰胺(acrylamide, ACR)、三甲基氯化錫(trimethyltin chloride, TMT)、炔諾酮(norethindrone, NET)、磷酸三苯酯(triphenyl phosphate, TPhP)、三苯基錫(triphenyltin, TPT)、對乙酰氨基酚(paracetamol, PAR)、三氯生(triclosan, TCS)、雙氯芬酸(diclofenac, DCF)、土霉素(oxytetracycline, OTC)和慶大霉素等其他環(huán)境污染物的視覺毒性及作用機(jī)制。

ACR是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)的水溶性化學(xué)物質(zhì)，可在煙草煙霧和高溫烹飪的淀粉類食品中形成[131-132]。TMT是工業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的有機(jī)錫化合物之一，廣泛存在于土壤及水生系統(tǒng)中。研究表明，ACR和TMT也可以通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，改變魚類視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)，最終影響視覺功能。例如，Albalawi等[133]的研究表明，1 mmol·L-1和2 mmol·L-1的ACR暴露導(dǎo)致斑馬魚胚胎sod1、sod2、catalase、gpx1和nrf2等抗氧化基因表達(dá)水平降低，同時(shí)SOD和CAT等抗氧化酶活性也顯著降低，ROS和丙二醛增多，誘導(dǎo)Caspase 3依賴性的凋亡，導(dǎo)致視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞的缺失，進(jìn)而影響視覺功能。此外，Kim等[134]將斑馬魚胚胎暴露于2.5、5和10 μmol·L-1的TMT，發(fā)現(xiàn)5 μmol·L-1和10 μmol·L-1的TMT導(dǎo)致72 hpf斑馬魚仔魚眼內(nèi)ROS增多，抗氧化酶相關(guān)基因(sod、cat、gpx1和hmox1等)表達(dá)下調(diào)，凋亡相關(guān)基因(tp53、bcl2、casp3、casp8、casp9和aif等)表達(dá)上調(diào)，細(xì)胞凋亡呈劑量依賴性增多，導(dǎo)致晶狀體、GCL、INL、ONL和RPE厚度減小，同時(shí)仔魚眼軸長度和眼表面積減小，最終導(dǎo)致120 hpf仔魚趨光反應(yīng)改變。NET是一種合成孕激素，因其避孕、治療更年期癥狀等醫(yī)療用途而被廣泛使用，是廢水中排放最多的藥物之一[135-137]。TPhP作為有機(jī)磷阻燃劑，在環(huán)境介質(zhì)中經(jīng)常被檢出。NET和TPhP分別通過干擾光轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因及視蛋白相關(guān)基因的表達(dá)，抑制光轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，導(dǎo)致仔魚視網(wǎng)膜發(fā)育及視覺功能損傷。Bridges等[138]用環(huán)境濃度(16、32、63、125、250、500和1 000 ng·L-1)的NET染毒斑馬魚胚胎，借助轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)500 ng·L-1的NET導(dǎo)致28 dph斑馬魚光轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因(arr3a、gngt1、gnat1、gnat2、pde6a、pde6b、grk、guca和rcvrn等)顯著下調(diào)，光轉(zhuǎn)導(dǎo)受抑制，最終影響視覺功能。van der Veen和de Boer[139]用0、0.1、1、10和30 μg·L-1的TPhP染毒斑馬魚胚胎(2～144 hpf)，發(fā)現(xiàn)10 μg·L-1和30 μg·L-1的TPhP顯著下調(diào)了144 hpf斑馬魚仔魚感光細(xì)胞視蛋白相關(guān)基因(opn1sw1、opn1sw2、opn1mw1、opn1mw2、opn1mw3、opn1mw4、opn1lw1、opn1lw2和rho)的表達(dá)水平，同時(shí)ONL、INL和IPL面積顯著減小，干擾視網(wǎng)膜發(fā)育，最終導(dǎo)致仔魚OKR和趨光反應(yīng)呈劑量依賴性減弱。2012—2013年的一項(xiàng)調(diào)查表明，TPT作為稻田作物殺菌劑，在我國三峽庫區(qū)的最高檢出濃度為11.25 ng·L-1(以Sn計(jì))[140]。研究表明，TPT可以通過干擾仔魚視網(wǎng)膜軸突發(fā)育進(jìn)而影響其視覺功能。Xiao等[141]通過納米注射將斑馬魚胚胎暴露于TPT(0、0.8、4.0、20和100 ng·g-1，以TPT-Cl計(jì))，發(fā)現(xiàn)4.0、20和100 ng·g-1(以TPT-Cl計(jì))改變了5 dpf斑馬魚仔魚視網(wǎng)膜軸突發(fā)育相關(guān)基因(pax6和ephrinB1)的表達(dá)量，破壞了RA代謝，導(dǎo)致視網(wǎng)膜軸突發(fā)育缺陷，最終造成仔魚體表色素沉著增多，影響其視覺功能。

對乙酰氨基酚(paracetamol, PAR)、三氯生(triclosan, TCS)和雙氯芬酸(diclofenac, DCF)等屬于新興的藥物和個(gè)人護(hù)理品(pharmaceuticals and personal care products, PPCP)類環(huán)境污染物。DCF是一種消炎藥，PAR是一種止痛和退熱類藥物，TCS作為公認(rèn)的高效廣譜抗菌劑，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、洗滌劑以及日常護(hù)理用品等領(lǐng)域，其在中國和羅馬尼亞等國家的水環(huán)境(廢水、飲用水和河水等)中廣泛被檢出[142-144]。研究表明，TCS、DCF和PAR等PPCP均能夠?qū)︳~類的視覺發(fā)育和視覺功能造成有害影響。例如，0.4 mg·L-1和0.6 mg·L-1的TCS及3.38 μmol·L-1的DCF染毒斑馬魚胚胎均可導(dǎo)致96 hpf斑馬魚仔魚眼睛減小[145]。此外，TCS暴露可導(dǎo)致120 hpf斑馬魚仔魚對光刺激的反應(yīng)延遲[146]。Nassef等[147]通過納米注射TCS(9 ng·egg-1)染毒青鳉胚胎，導(dǎo)致2 dpf青鳉胚胎眼睛色素沉著減少。同樣，PAR染毒斑馬魚胚胎也可導(dǎo)致72 hpf斑馬魚仔魚眼部色素沉積減少[148]。借助透射電子顯微鏡技術(shù)，張靈等[149]發(fā)現(xiàn)0.2 mg·L-1和0.4 mg·L-1的TCS暴露導(dǎo)致144 hpf斑馬魚仔魚IPL和OPL厚度減小，感光細(xì)胞數(shù)量及視網(wǎng)膜神經(jīng)元之間連接減少，導(dǎo)致仔魚視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)改變，最終影響視覺功能?？股厥怯晌⑸锘蚋叩葎又参锼a(chǎn)生的一類次級代謝產(chǎn)物，是具有抗病原體或其他活性的化學(xué)物質(zhì)，且能作為一種促生長劑廣泛應(yīng)用于畜牧及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。土霉素(oxytetracycline, OTC)是一種四環(huán)素抗生素。在中國河流中，OTC的檢出濃度范圍為0.235～0.712 mg·L-1[150]。研究表明，長期暴露于OTC導(dǎo)致虹鱒眼中AChE活性被抑制[151]。慶大霉素是氨基糖苷類抗生素，慶大霉素處理導(dǎo)致斑馬魚仔魚視覺運(yùn)動反應(yīng)行為改變，影響其視覺功能[152]。

3 總結(jié)與展望(Summary and prospect)

本綜述總結(jié)了多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚、重金屬、雙酚類化合物及其衍生物、全氟烷基化合物、農(nóng)藥和殺蟲劑等幾類常見的環(huán)境污染物對魚類產(chǎn)生視覺毒性的效應(yīng)及機(jī)制。這些污染物主要以視網(wǎng)膜為潛在靶點(diǎn)，通過增加細(xì)胞凋亡，干擾光感受器發(fā)育，造成視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)損傷，進(jìn)一步通過干擾光轉(zhuǎn)導(dǎo)及RA循環(huán)通路相關(guān)基因表達(dá)，造成魚類視覺功能異常。但是環(huán)境污染物對魚類視覺系統(tǒng)毒性效應(yīng)及機(jī)制的研究多集中于體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，今后可以結(jié)合體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)深入研究，綜合評估環(huán)境污染物的視覺毒性，為環(huán)境污染物的安全性評價(jià)提供更多的毒理學(xué)數(shù)據(jù)支撐。

在魚類早期發(fā)育過程中，環(huán)境污染物的毒性效應(yīng)可能受到暴露方式的影響。常見的暴露方式有連續(xù)暴露、早期脈沖暴露和間隔暴露等。一些疏水化學(xué)物質(zhì)如PBDEs，它們在水中的含量很難保持恒定，生物和物理擾動可能使其分布以及毒理學(xué)影響更加復(fù)雜[153-154]。魚類在擾動區(qū)和非擾動區(qū)之間的游動類似于污染物的間隔暴露，這與連續(xù)暴露實(shí)驗(yàn)不同。因此，間隔暴露不僅有利于研究污染物的作用方式，而且還具有重要的環(huán)境意義，值得研究者進(jìn)一步去探索。通過比較不同暴露方式的結(jié)果，為進(jìn)一步揭示環(huán)境污染物的視覺毒性效應(yīng)及其潛在機(jī)制提供參考。