0512-8957 3668 / 18013764755
文獻(xiàn)解析 | 帕羅西汀通過(guò)炎癥反應(yīng)誘導(dǎo)斑馬魚幼魚心臟毒性
來(lái)源:https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.115096 | 作者:木芮生物 | 發(fā)布時(shí)間: 2023-09-09 | 196 次瀏覽 | 分享到:
帕羅西汀(PRX)是一種廣泛存在于自然環(huán)境中的常見抗抑郁藥物硕淑。在過(guò)去的幾十年里,許多研究都集中在PRX對(duì)抑郁癥的有益作用上砾肺,但其毒性特性和潛在的機(jī)制尚不清楚碟贾。在這項(xiàng)研究中,斑馬魚胚胎從受精后4到120小時(shí)(hpf)暴露于1.0悼院、5.0伤为、10和20 mg/L PRX表明,PRX暴露在斑馬魚胚胎造成不利影響据途,包括減少體長(zhǎng)绞愚、血流速度、心臟頻率颖医、心輸出量和增加爆發(fā)活動(dòng)和心房面積位衩。同時(shí),用Tg(myl7:EGFP)和Tg(lyz:DsRed)轉(zhuǎn)基因斑馬魚檢測(cè)PRX的心臟毒性和炎癥反應(yīng)熔萧。此外糖驴,PRX刺激后,心臟發(fā)育相關(guān)基因(vmhc佛致、amhc贮缕、amhc、hand2俺榆、nkx2.5感昼、ta、tbx6罐脊、tbx16和tbx20)和炎癥基因(IL-10定嗓、IL-1β、IL-8和TNF-α)表達(dá)上調(diào)爹殊。此外蜕乡,阿司匹林還被用于緩解PRX誘導(dǎo)的心臟發(fā)育障礙」?洌總之,我們的研究證實(shí)了PRX誘導(dǎo)斑馬魚幼魚的炎癥相關(guān)心臟毒性号醉。同時(shí)反症,本研究表明了PRX對(duì)水生生物的毒性作用辛块,并為PRX的環(huán)境安全提供了依據(jù)。


雜志:Ecotoxicology And Environmental Safety

影響因子:6.8(2022)

年份:2023

通訊作者:Wenzhu Wu , Guixiang Ji

通訊作者單位:Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Ecology and Environment, Nanjing 210042, China

摘要

帕羅西颓Π(PRX)是一種廣泛存在于自然環(huán)境中的常見抗抑郁藥物润绵。在過(guò)去的幾十年里,許多研究都集中在PRX對(duì)抑郁癥的有益作用上胞谈,但其毒性特性和潛在的機(jī)制尚不清楚尘盼。在這項(xiàng)研究中,斑馬魚胚胎從受精后4到120小時(shí)(hpf)暴露于1.0烦绳、5.0卿捎、10和20 mg/L PRX表明,PRX暴露在斑馬魚胚胎造成不利影響径密,包括減少體長(zhǎng)午阵、血流速度、心臟頻率享扔、心輸出量和增加爆發(fā)活動(dòng)和心房面積底桂。同時(shí),用Tg(myl7:EGFP)和Tg(lyz:DsRed)轉(zhuǎn)基因斑馬魚檢測(cè)PRX的心臟毒性和炎癥反應(yīng)惧眠。此外籽懦,PRX刺激后,心臟發(fā)育相關(guān)基因(vmhc氛魁、amhc暮顺、amhc、hand2呆盖、nkx2.5拖云、ta、tbx6应又、tbx16和tbx20)和炎癥基因(IL-10宙项、IL-1β、IL-8和TNF-α)表達(dá)上調(diào)株扛。此外尤筐,阿司匹林還被用于緩解PRX誘導(dǎo)的心臟發(fā)育障礙《淳停總之盆繁,我們的研究證實(shí)了PRX誘導(dǎo)斑馬魚幼魚的炎癥相關(guān)心臟毒性。同時(shí)旬蟋,本研究表明了PRX對(duì)水生生物的毒性作用油昂,并為PRX的環(huán)境安全提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞:帕羅西汀冕碟;斑馬魚拦惋;心臟毒性;炎癥反應(yīng)

引言

帕羅西桶菜隆(PRX)是一種由葛蘭素史克公司(GSK)于1991年發(fā)明厕妖,被廣泛使用的抗抑郁藥物,近30年來(lái)也被用于治療強(qiáng)迫癥(OCD)挑庶、社交焦慮癥(SAD)言秸。PRX作為一種選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑(SSRIs),通過(guò)阻斷5-HT轉(zhuǎn)運(yùn)體(SERT)來(lái)增加5-HT水平迎捺,與過(guò)去20年廣泛使用的三環(huán)類藥物相比举畸,具有更低的生物毒性。PRX被廣泛用于精神疾病破加,包括抑郁俱恶、焦慮障礙和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙。約97 %的PRX通過(guò)尿液排出范舀,因此PRX及其代謝物很容易排入污水處理系統(tǒng)眼五。因此凰萨,PRX廣泛存在于自然環(huán)境中(主要是在地表水中)。

目前,藥物殘留正在成為水生環(huán)境的主要污染途徑辉饱。加拿大一家制藥廠的一項(xiàng)研究顯示已骇,直接污水排放的PRX濃度高達(dá)3380 ng/L颤陶。另一項(xiàng)研究表明臀栈,加拿大下游河流(約17公里)污水處理廠的PRX濃度低于0.1 μg/L。意大利北部的一項(xiàng)研究顯示玫锋,在醫(yī)院附近蛾茉、污水處理廠(WWTP)和遠(yuǎn)離醫(yī)院的其他廢水中的PRX濃度分別為0.067、0.041撩鹿、0.013 μg/L谦炬。

研究了PRX在水生生物中的多種毒性作用。Maria·安東諾普盧等人先前的研究表明节沦,在環(huán)境相關(guān)濃度(約0.067 μg/L)下键思,PRX可對(duì)藻類物種產(chǎn)生毒性作用,而另一項(xiàng)研究證實(shí)甫贯,PRX的大水蚤(一種水生模式生物)的EC50約為6.24 mg/L吼鳞。在嚙齒類動(dòng)物中,有三種類型的5-HT SSRIs(包括PRX)可以顯著降低大鼠的心率叫搁;在藻類和細(xì)胞中也顯示了類似的毒性作用赔桌。然而供炎,迄今為止,魚類體內(nèi)的毒性信息還很少纬乍。研究表明碱茁,抗抑郁藥物的使用與心血管疾病呈正相關(guān)裸卫。值得注意的是仿贬,炎癥反應(yīng)是過(guò)去幾十年來(lái)最顯著的毒性作用之一(特別是在急性毒性方面)。因此墓贿,深入解讀PRX誘導(dǎo)炎癥的機(jī)制是至關(guān)重要的茧泪。斑馬魚與人類具有70 %的遺傳相似性,被廣泛用于水生環(huán)境污染物的毒理學(xué)評(píng)價(jià)聋袋。此外队伟,我們還利用Tg(myl7:EGFP)和Tg(lyz:DsRed)轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼魚來(lái)研究PRX的心臟毒性和炎癥反應(yīng)。在機(jī)制上幽勒,我們?cè)谵D(zhuǎn)基因斑馬魚幼蟲中檢測(cè)了心臟發(fā)育相關(guān)和炎癥基因的表達(dá)嗜侮,阿司匹林靶向通過(guò)炎癥改善PRX誘導(dǎo)的心臟發(fā)育障礙的保護(hù)作用強(qiáng)烈支持。

材料和方法

化學(xué)品和試劑

帕羅西蜕度荨(PRX)(純度:97 %锈颗,CAS:61869-08-7)購(gòu)自上海Acmec生化公司,二甲亞砜(DMSO)購(gòu)自Sigma-Aldrich公司咪惠。用DMSO稀釋PRX击吱,DMSO濃度低于0.1 %(v:v)。乙酰水楊酸(阿司匹林)購(gòu)自MACKLIN(純度:99 %遥昧,CAS:50-78-2)覆醇。阿司匹林的濃度(10 μM)的選擇是基于Wang等人(2021)的研究。TRIzol炭臭、反向試劑試劑盒和SYBR-GREEN RT-PCR試劑盒均購(gòu)自Takala(Takala永脓,大連,中國(guó))鞋仍。

斑馬魚繁殖和產(chǎn)卵

本研究中使用的轉(zhuǎn)基因斑馬魚Tg(myl7:EGFP)常摧、Tg(lyz:DsRed)和野生型斑馬魚(TU菌株)均來(lái)自中國(guó)科學(xué)院水文生物學(xué)研究所。選擇4個(gè)月大的轉(zhuǎn)基因和野生型斑馬魚提供胚胎凿试。所有實(shí)驗(yàn)均按照《中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物護(hù)理和使用指南》和南京環(huán)境科學(xué)研究所《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物護(hù)理和使用指南》(IACUC-20,200,126)進(jìn)行排宰。健康的成年斑馬魚每天定期喂食兩次鹽水蝦。水溫保持在28 ± 1?C那婉。照明時(shí)間為每天光照14小時(shí)板甘,黑暗10小時(shí)。實(shí)驗(yàn)前一天详炬,將成雄和雌雄斑馬魚分別以2:1的比例放置在飼養(yǎng)箱中過(guò)夜盐类。第二天早上6點(diǎn)30分寞奸,雄性和雌斑馬魚被刺激交配產(chǎn)卵。采集斑馬魚卵進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)在跳。

暴露情況

為了研究PRX對(duì)孵化率枪萄、存活率和體長(zhǎng)的毒性影響,4 hpf斑馬魚卵分別連續(xù)暴露于4種PRX濃度(1.0猫妙、5.0瓷翻、10.0.0和20.0 mg/L)中5天。平行測(cè)試了溶劑對(duì)照(0.1% DMSO)割坠。每個(gè)處理組和對(duì)照組有60個(gè)卵齐帚,分為3個(gè)重復(fù)。PRX溶液每天都在更新彼哼。在實(shí)驗(yàn)中对妄,每24 h用立體顯微鏡(尼康,SMZ18敢朱,日本)記錄孵化率和死亡率剪菱。在72 hpf時(shí),通過(guò)EthoVision?XT(Noldus信息技術(shù)公司拴签,瓦赫寧根孝常,荷蘭)測(cè)量體長(zhǎng)。

斑馬魚幼魚運(yùn)動(dòng)篓吁、心功能指標(biāo)及血流速度的檢測(cè)

選擇10個(gè)斑馬魚胚胎茫因,用PRX或不用PRX處理。然后在24 hpf檢測(cè)斑馬魚胚胎的胎體運(yùn)動(dòng)杖剪。使用EthoVision?XT(諾爾德斯信息技術(shù)公司冻押,瓦赫寧根,荷蘭)在72 hpf評(píng)估幼魚的心跳和血流速度盛嘿。從1 min視頻文件中找到心室舒張末期和心室收縮末期洛巢。在圖中測(cè)量心室長(zhǎng)軸(a)和短軸(b)。心室體積采用橢球形公式測(cè)量:V = 4 π/3×(a /2)×(b /2)2次兆,心搏出量=V舒張-V收縮期稿茉,心輸出量=心搏出量×心率,射血分?jǐn)?shù)=V(舒張-收縮期)/V舒張期芥炭。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中漓库,一組放置10只斑馬魚。每個(gè)實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次园蝠,以確泵燧铮可靠性。

轉(zhuǎn)基因斑馬魚檢測(cè)

使用立體顯微鏡(尼康彪薛,SMZ18茂装,日本)在PRX和阿司匹林治療后72h分析轉(zhuǎn)基因斑馬魚Tg(myl7:EGFP)(n=10)(標(biāo)記心肌細(xì)胞)和RFP表達(dá)強(qiáng)度(lyz:DsRed)(n=10)(標(biāo)記中性粒細(xì)胞粒細(xì)胞)的GFP表達(dá)強(qiáng)度怠蹂。然后使用Image J軟件(馬里蘭州貝塞斯達(dá),馬里蘭州)測(cè)量?jī)芍晦D(zhuǎn)基因斑馬魚(n = 10)的相對(duì)熒光強(qiáng)度少态。每個(gè)實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次城侧。

實(shí)時(shí)RT-PCR(qRT-PCR)

每組收集30只斑馬魚幼魚,用Trizol按照制造商的說(shuō)明提取總RNA彼妻∠佑樱總RNA濃度用納米滴分光光度計(jì)檢測(cè)。然后澳骤,應(yīng)用SYBR Green PCR試劑盒(Takara歧强,大連,中國(guó))進(jìn)行qPCR为肮。以β-actin作為內(nèi)參基因,所有數(shù)據(jù)均采用2?ΔΔcT法進(jìn)行分析肤京。每個(gè)實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次颊艳。

統(tǒng)計(jì)分析

所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)三次,以保證實(shí)驗(yàn)的可靠性忘分。統(tǒng)計(jì)學(xué)差異采用單因素方差分析和Dunnett多重比較(平均SEM±SEM)棋枕。所有統(tǒng)計(jì)分析均采用GraphPad Prism軟件(8.0版)和SPSS軟件(25.0版)進(jìn)行。P<為0.05妒峦,視為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義重斑。

結(jié)果

PRX誘導(dǎo)了斑馬魚幼魚的急性毒性

為了評(píng)估PRX對(duì)斑馬魚幼魚的急性毒性,我們檢測(cè)了PRX處理后的孵化率肯骇、存活率和體長(zhǎng)窥浪。如圖1所示,在3dpf時(shí)與對(duì)照組相比笛丙,1漾脂、5、10胚鸯、20 mg/L PRX暴露組的體長(zhǎng)分別顯著降低了96 %骨稿、95 %、92 %和92%(圖1A姜钳、B)坦冠,在20mg/L處理組中,96 hpf的存活率顯著降低了43.33 %哥桥。而在120 hpf中辙浑,PRX在10 mg/L組時(shí)引起了顯著差異,存活率降低了56.67%(圖1 C)泰讽。在孵化率方面例衍,PRX暴露并沒(méi)有引起明顯的變化(圖1 D)昔期。綜上所述,PRX急性暴露降低了斑馬魚幼魚的體長(zhǎng)和存活率佛玄。因此硼一,PRX誘導(dǎo)了斑馬魚幼魚的一般發(fā)育毒性作用。

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圖1 PRX對(duì)斑馬魚幼魚體長(zhǎng)和存活率的影響梦抢。 (A)3dpf斑馬魚的典型體長(zhǎng)圖般贼。(B)體長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)圖(與對(duì)照組比較*** P < 0.001,**** P < 0.0001)奥吩。(C)存活率后24哼蛆、48、72霞赫、96和120 hpf斑馬魚幼魚(96 hpf與對(duì)照組比較*** P < 0.001腮介,120hpf與對(duì)照組比較**P < 0.01,***P<0.0001)端衰。(D) 48叠洗、72和96 hpf斑馬魚幼魚在PRX暴露后的孵化率。每組n=10旅东。

PRX誘導(dǎo)斑馬魚幼魚心功能障礙

與對(duì)照組相比灭抑,PRX可分別顯著提高1、5抵代、10和20 mg/L PRX暴露組斑馬魚胚胎的24 hpf爆發(fā)活性(圖2A腾节,C)。然而荤牍,5案腺、10和20 mg/ L PRX治療組的心跳活動(dòng)和心跳頻率降低(圖2B、D)参淫,且呈劑量依賴性救湖。72 hpf斑馬魚在5、10和20 mg/L PRX處理組的背動(dòng)脈(DA)血流活動(dòng)(紅色圓圈標(biāo)記)也分別降低(圖2 E)涎才。同時(shí)檢測(cè)每搏量鞋既、心輸出量和射血分?jǐn)?shù)等指標(biāo)。如圖2f所示耍铜,5邑闺、10、20 mg/L PRX暴露組的心排血量明顯降低棕兼《妇耍總的來(lái)說(shuō),PRX暴露增強(qiáng)了斑馬魚幼魚的胎兒運(yùn)動(dòng)伴挚,降低了心跳頻率靶衍、血流活動(dòng)和心輸出量灾炭。

由于PRX暴露有助于斑馬魚幼魚的心跳和血流速度的降低,因此我們檢測(cè)了PRX引起的心臟毒性颅眶。在這里蜈出,我們用標(biāo)記心肌細(xì)胞特異性表達(dá)基因的轉(zhuǎn)基因斑馬魚Tg(myl7:EGFP)來(lái)標(biāo)記斑馬魚的心臟。暴露72 hpf PRX后涛酗,測(cè)量斑馬魚心臟心室面積(圖3a白色箭頭)铡原、心房面積(圖3A紅色箭頭)和動(dòng)脈球竇(SV-BA)距離。結(jié)果顯示商叹,與對(duì)照組相比燕刻,20 mg/L PRX暴露組的心房面積顯著增加(約210%)(圖2A、B)剖笙,同樣卵洗,5、10和20 mg/L PRX治療組的SV-BA距離顯著增加(分別約為119 %枯途、115 %和110%)(圖2A忌怎、C)。這些結(jié)果表明酪夷,PRX誘導(dǎo)了斑馬魚幼魚的心功能障礙。暴露72 hpf PRX后孽惰,測(cè)量斑馬魚心臟心室面積(圖3a白色箭頭)晚岭、心房面積(圖3A紅色箭頭)和動(dòng)脈球竇(SV-BA)距離。結(jié)果顯示勋功,與對(duì)照組相比坦报,20 mg/L PRX暴露組的心房面積顯著增加(約210%)(圖2A、B)狂鞋,同樣片择,5、10和20 mg/L PRX治療組的SV-BA距離顯著增加(分別約為119 %骚揍、115 %和110%)(圖2A字管、C)。這些結(jié)果表明信不,PRX誘導(dǎo)了斑馬魚幼魚的心功能障礙嘲叔。

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圖2 PRX暴露對(duì)斑馬魚幼魚突發(fā)活性和心功能指數(shù)的影響。(A)24 hpf中抽活,PRX治療后胎兒運(yùn)動(dòng)的典型圖硫戈。(B) 3 dpf中,PRX治療后的典型心跳圖下硕。(C) 幼魚運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)圖丁逝。(D )心跳的統(tǒng)計(jì)圖汁胆。(E) 斑馬魚DA血管的流量活動(dòng)統(tǒng)計(jì)圖。(F) 每博量量霜幼、心輸出量和射血分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)圖(與對(duì)照組比較*P < 0.05嫩码,**P <0.01*** P <0.001辛掠,**** P < 0.0001)谢谦。每一組n=10

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圖3 PRX暴露誘導(dǎo)了Tg(myl7:EGFP)轉(zhuǎn)基因斑馬魚的心臟毒性萝衩。(A)  PRX暴露后Tgmyl7EGFP)轉(zhuǎn)基因斑馬魚的典型形象(V:白色箭頭心室回挽;A:紅色箭頭心房)。(B) 心房面積和心室面積統(tǒng)計(jì)圖猩谊。(C) SV-BA距離統(tǒng)計(jì)圖(與對(duì)照比較*P <0.05千劈,**P 0.01)。每一組n=10牌捷。

PRX提高了斑馬魚幼魚心臟發(fā)育和炎癥基因水平

為了進(jìn)一步分析PRX介導(dǎo)的心臟毒性的潛在毒性機(jī)制墙牌,我們檢測(cè)了PRX暴露后的炎癥相關(guān)基因和心臟發(fā)育相關(guān)基因。結(jié)果顯示暗甥,炎癥相關(guān)基因喜滨,包括白細(xì)胞介素-10(IL-10)、白細(xì)胞介素-1-(IL-1β)撤防、白細(xì)胞介素-8(IL-8)和腫瘤壞死因子(TNF-α)顯著增加(圖4A)虽风,同時(shí),心臟發(fā)育相關(guān)基因如心室肌凝蛋白重鏈(vmhc)寄月、心房肌凝蛋白重鏈(amhc)辜膝、心臟和神經(jīng)嵴衍生物表達(dá)2(手2)、NK2同源盒5(nkx2.5)漾肮、近距離同源物a(ta)厂抖、T-box 6、T-box 6(tbx6)克懊、T-box16)(tbx16)和T-box 20(tbx20)增加(圖4B)忱辅。這些結(jié)果揭示了PRX的潛在機(jī)制,即心臟發(fā)育和炎癥基因的增加保檐。

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圖4 PRX對(duì)炎癥和心臟發(fā)育基因表達(dá)的影響耕蝉。(A)PRX處理后炎癥相關(guān)基因IL-10、IL-1β夜只、IL-8垒在、TNF-α的基因表達(dá)。(B) RX處理后心臟發(fā)育基因vmhc,amhc场躯,hand2谈为,nkx2.5,ta踢关,tbx6伞鲫,tbx16和tbx20表達(dá)。(與對(duì)照組比較*P < 0.05签舞,**P < 0.01秕脓,*** P < 0.001,**** P < 0.0001)儒搭。

阿司匹林在基因水平上減弱了PRX誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)和心臟發(fā)育障礙

為了研究炎癥反應(yīng)在PRX誘導(dǎo)的心臟毒性中的潛在作用吠架,我們使用一個(gè)經(jīng)典的非甾體抗炎藥(NSAID)阿司匹林來(lái)研究抑制炎癥反應(yīng)是否能部分挽救PRX誘導(dǎo)的心臟毒性。與預(yù)期的一樣搂鲫,與PRX組相比傍药,阿司匹林治療顯著降低了IL-10、IL-1β魂仍、IL-8和TNF-α等炎癥基因的表達(dá)(圖5A)拐辽,同時(shí)心臟發(fā)育相關(guān)基因vmhc、amhc擦酌、hand2俱诸、nkx2.5、ta赊舶、tbx6乙埃、tbx16和tbx20也明顯降低(圖5B)。為了支持PRX介導(dǎo)的惡化效應(yīng)锯岖,我們將轉(zhuǎn)基因斑馬魚Tg(myl7:EGFP)和Tg(lyz:DsRed)雜交,以標(biāo)記斑馬魚幼魚的心臟炎癥甫何。結(jié)果表明出吹,和對(duì)照組相比20 mg/L PRX暴露后,lyz陽(yáng)性斑點(diǎn)明顯增加辙喂,而PRX+阿司匹林組的效果明顯減弱捶牢。PRX組共定位斑點(diǎn)增加,而PRX+阿司匹林組明顯降低巍耗。此外秋麸,阿司匹林顯著減輕了PRX誘導(dǎo)的異常心臟形態(tài)(心臟面積和SV-BA距離)。這些結(jié)果表明炬太,阿司匹林可改善PRX引起的炎癥反應(yīng)和心臟發(fā)育障礙灸蟆。圖6。

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圖5 阿司匹林對(duì)PRX誘導(dǎo)的炎癥和心臟發(fā)育基因表達(dá)的影響亲族。(A)PRX和阿司匹林治療后炎癥相關(guān)基因IL-10炒考、IL-1β可缚、IL-8TNF-α的基因表達(dá)。(B)PRX和阿司匹林暴露后心臟發(fā)育基因vmhc斋枢、amhc帘靡、hand2nkx2.5瓤帚、ta描姚、PRX 6tbx16tbx20與對(duì)照組相比*P<0.05戈次,**P<0.001轩勘,***P<0.001****P<0.0001朝扼;與PRX相比# P <0.005赃阀,##P<0.01####P<0.0001)擎颖。

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圖6 阿司匹林對(duì)PRX致心肌肥厚的影響榛斯。(A)暴露于myl7lyz雙熒光染色斑馬魚(V:白色箭頭心室;A:紅色箭頭心房)搂捧。(B) lyz任意單位和myl7-lyz共氧化斑點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)圖驮俗。(C)心房面積和心室面積統(tǒng)計(jì)圖。(D)SV-BA距離統(tǒng)計(jì)圖(與對(duì)照組比較*P < 0.05允跑,**P <0.01王凑;與PRX組比較# P <0.05)。每一組n=10聋丝。

阿司匹林可減弱胎兒運(yùn)動(dòng)索烹,恢復(fù)PRX引起的心功能障礙

如圖7所示,PRX暴露組的24 hpf突發(fā)活性顯著增加弱睦,而阿司匹林處理后的突發(fā)活性顯著降低(圖7 A百姓,C)。此外况木,PRX治療組的心跳活動(dòng)降低垒拢,但在阿司匹林后恢復(fù)(圖7 B)。PRX治療組心跳頻率明顯降低(圖7 D)火惊,而PRX+阿司匹林暴露組心率頻率明顯升高求类。在心功能評(píng)估方面,PRX組的心排血量明顯降低屹耐,而阿司匹林治療可部分挽救(圖7 E)尸疆。總的來(lái)說(shuō),阿司匹林暴露恢復(fù)了斑馬魚幼魚運(yùn)動(dòng)的增加仓技,而降低了心跳頻率和心輸出量鸵贬。

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圖7 阿司匹林對(duì)PRX誘發(fā)突發(fā)活動(dòng)和心功能指數(shù)紊亂的影響。(A)24 hpf中脖捻,PRX和阿司匹林治療后胎兒運(yùn)動(dòng)的典型特征阔逼。(B)3 dpf中,PRX和阿司匹林治療后的典型心跳圖地沮。(C)胎兒運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)圖嗜浮。(D)心跳的統(tǒng)計(jì)圖。(E)心輸出量統(tǒng)計(jì)圖(與對(duì)照組比較*P < 0.05摩疑,**P <0.01危融,與PRX比較# P < 0.05## P <0.01)雷袋。每一組n=10吉殃。

討論

如今,隨著生存壓力的增加楷怒,精神疾病的發(fā)病率也在逐年上升蛋勺。根據(jù)世衛(wèi)組織的《2022年世界精神健康報(bào)告》,截至2019年鸠删,約有10億人患有精神健康問(wèn)題抱完。因此,精神藥物被廣泛用于精神疾病刃泡。SSRIs是治療抑郁癥中使用最廣泛的精神類藥物巧娱。QTc延長(zhǎng)和長(zhǎng)期使用氟西汀與房顫和心動(dòng)過(guò)緩相關(guān)。值得注意的是烘贴,PRX正在成為臨床治療中主要的精神藥物之一禁添,并逐漸擴(kuò)散到環(huán)境中,從而在水生生態(tài)系統(tǒng)中積累桨踪。然而上荡,PRX在水生生物中的毒性作用和作用機(jī)制尚不清楚。因此馒闷,在本研究中,PRX暴露首次通過(guò)炎癥反應(yīng)導(dǎo)致斑馬魚幼魚的心臟毒性叁征。用轉(zhuǎn)基因斑馬魚(分別標(biāo)記的心肌細(xì)胞和中性粒細(xì)胞粒細(xì)胞)來(lái)驗(yàn)證斑馬魚幼魚的炎癥反應(yīng)和心臟毒性之間的因果關(guān)系纳账。為了進(jìn)一步證明這種偶然的關(guān)系,我們使用抗炎藥物阿司匹林來(lái)減弱炎癥相關(guān)的毒性作用捺疼。與預(yù)期的一樣疏虫,經(jīng)阿司匹林治療后,心率、心輸出量得到恢復(fù)卧秘,同時(shí)呢袱,炎癥和心臟發(fā)育相關(guān)基因顯著降低。我們的研究結(jié)果得到了Al-Taher等人的研究的有力支持翅敌,即甲氨蝶呤誘導(dǎo)的心臟毒性作用羞福,其中TNF-α相關(guān)的炎癥信號(hào)通路在心臟毒性中起關(guān)鍵作用。另一種炎癥相關(guān)信號(hào)通路蚯涮,toll樣受體信號(hào)通路在心肌梗死中也起著關(guān)鍵作用治专。

其他研究也證實(shí)了炎癥反應(yīng)在心臟功能中的關(guān)鍵作用。例如遭顶,炎癥反應(yīng)對(duì)心肌損傷张峰、修復(fù)和重塑至關(guān)重要。先前的研究也證實(shí)了炎癥反應(yīng)在非缺血性心臟病中的關(guān)鍵作用棒旗。

心房喘批、心室面積和SV-BA距離是心臟毒性的關(guān)鍵指標(biāo)。我們的研究表明铣揉,PRX組的SV-BA距離顯著增加饶深,這與馬晉澤等人的研究一致,即吡達(dá)濱誘導(dǎo)72 hpf幼蟲斑馬魚心臟形態(tài)增大老速,構(gòu)成了吡達(dá)濱心臟毒性的特征特性粥喜。與我們的研究結(jié)果類似,氯氮平(CLZ)橘券,一種非典型的抗精神病藥物额湘,可以增加SV-BA的距離,并導(dǎo)致炎癥反應(yīng)旁舰。此外锋华,PRX引起的心排血量減少與另一個(gè)結(jié)果相似,表明心力衰竭斑馬魚模型的心排血量減少箭窜。

炎癥與冠狀動(dòng)脈疾病毯焕、動(dòng)脈粥樣硬化等多種心血管疾病密切相關(guān)。夏塔雷拉等提出一氧化氮可損害微血管內(nèi)皮磺樱,其中炎癥引發(fā)心肌細(xì)胞功能障礙纳猫。心臟發(fā)育障礙也可能與炎癥反應(yīng)有關(guān)。在斑馬魚胚胎發(fā)生過(guò)程中竹捉,一些基因在心臟發(fā)育中發(fā)揮著關(guān)鍵作用芜辕。例如,hand 2對(duì)早期心肌分化和形態(tài)發(fā)生至關(guān)重要块差,Nkx2.5與心房間隔有關(guān)侵续。在心臟發(fā)育方面倔丈,amhc編碼一個(gè)心房心肌細(xì)胞特異性表達(dá)的基因,而vmhc編碼一個(gè)心室心肌細(xì)胞特異性表達(dá)的基因状蜗。Tbx6需五、tbx16和tbx20是含有t-box的基因的成員,該基因在心血管發(fā)育和穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用轧坎。因此宏邮,為了進(jìn)一步探索PRX誘導(dǎo)的分子機(jī)制,我們采用qPCR在基因水平上驗(yàn)證其心臟毒性眶根。我們的結(jié)果表明蜀铲,符合心臟表型PRX暴露后,炎癥相關(guān)基因(TNF-αIL-1βIL-8IL-10)和心臟發(fā)育相關(guān)基因(vmhc属百,amhc记劝,hand2,nkx2.5族扰,ta厌丑,tbx6,tbx16渔呵,tbx20)基因水平顯著增加怒竿,這些過(guò)程可以大大恢復(fù)阿司匹林。這些結(jié)果與Goswami等人的研究結(jié)果一致扩氢,其中炎癥因子IL-1β耕驰、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和TNF-α介導(dǎo)了心臟炎癥,證明了PRX介導(dǎo)的炎癥在心臟毒性作用中的重要性录豺。

然而朦肘,PRX在心臟毒性反應(yīng)中復(fù)雜的毒性機(jī)制并不局限于炎癥,其他生物學(xué)機(jī)制(如氧化應(yīng)激双饥、細(xì)胞凋亡和自噬)也可能參與了PRX的慢性暴露媒抠。例如,該研究表明咏花,PRX誘導(dǎo)的人乳腺癌MCF-7細(xì)胞凋亡可歸因于MAPK依賴的活性氧(ROS)的產(chǎn)生趴生。此外,低劑量的環(huán)境暴露可能更能代表人體的體外暴露昏翰。因此苍匆,進(jìn)一步探索環(huán)境濃度的生物學(xué)機(jī)制具有必要的意義。由于本研究的急性毒性作用棚菊,今后探索PRX的慢性毒性作用仍至關(guān)重要锉桑。人體內(nèi)PRX的降解也是深入探索的必要條件。此外窍株,其形態(tài)學(xué)與基因之間的分子機(jī)制和偶然性關(guān)系有待進(jìn)一步研究民轴。最后,還需要采用組學(xué)的方法來(lái)充分闡明PRX的毒性機(jī)制球订,找到PRX的靶點(diǎn)后裸。因此,開發(fā)針對(duì)這些信號(hào)通路的藥物在未來(lái)可能更有意義冒滩。

金:國(guó)家公益事業(yè)研究院中央科研項(xiàng)目資助微驶。國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(撥款No. 2022YFC3902103)。

原文:Paroxetine induced larva zebrafish cardiotoxicity through inflammation response.

詳細(xì)網(wǎng)址: https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.115096 


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