英国科学家日前利用基因工程技术培育出一种身体内外都能发出绿光的斑马鱼。他们希望通过观察这种斑马鱼来查出污染物会在鱼体内部如何作用，会对鱼体产生哪些影响，从而解决一些医学难题。
据悉，很多工业产品都含有内分泌干扰物成分，例如塑料制品和多种避孕药。这些化学成分若是进入人体或者动物体内，会在一定程度上扮演着性激素的角色，从而导致出现一系列生育问题。此前已有研究发现，内分泌干扰物可导致鱼类改变性别，并且也有研究发现，男性精子数量下降、乳腺癌及睾丸癌都或多或少同内分泌污染物存在一定的关联。
然而，科学家要想追踪查明到底内分泌污染物进入动物体内或者是人体之后，会如何作用，产生哪些机理，其中困难难以克服。因而有科学家想到可利用发光斑马鱼来作为载体，观察内分泌污染物在鱼体内的运作情况，进而发现到底这些化学成分作用在了哪些位置。
英国埃克塞特大学（University of Exeter）的科学家查尔斯·泰勒（Charles Tyler）表示：“我们通过基因工程技术，让这些斑马鱼身体内外都能发出绿光，目的就是为了观察内分泌干扰物在进入鱼体之后，会如何运作，具体会在哪些器官上产生作用。这种基因工程技术不会影响到内分泌干扰物对于鱼体的作用情况，不会对实验结果产生任何影响，但却为科学家提供了极大便利，我们通过荧光显微镜，就能够清楚的看到这些化学成分会对哪些鱼体组织产生影响及何种影响。这一研究结果会对内分泌干扰物在人体的作用情况提供宝贵的参考价值。”泰勒也是此次研究的带头人。
泰勒及他所领导的科研团队首先设置了多种可影响荷尔蒙激素分泌的化学环境，其中包括乙炔雌二醇（避孕药常用成分）化学环境、壬基苯酚（油漆及工业洗涤剂常用成分）化学环境和双酚A（多数塑料常用成分）化学环境，随后再将这些经过基因工程改造过的斑马鱼暴露在这些化学环境当中。
这些化学物质目前已成为主要的淡水污染物，可导致生育能力下降，并且增加人类患上癌症风险。科学家根据不同污染物，设置出不同的化学环境，并且调节其中的污染物浓度，来查明这些污染物的作用机理-通过显微镜观察到底鱼体的哪个部分或者器官会发光，即表明污染物作用在了哪些地方。
实验所得数据会为不同内分泌干扰物的作用机理及作用位置提供参考。例如，科学家通过观察发现，双酚A同心脏疾病存在关联，这一结果也符合此前的相关研究。泰勒表示：“我们发现这只处于双酚A化学环境的斑马鱼心脏部位在发光，于是我们可以针对这只斑马鱼的心脏部位，进一步查明双酚A的作用机理。”
泰勒及其同事还发现，化学物质也可对斑马鱼的眼睛及骨骼肌产生作用。泰勒表示：“在实验之前，多数科学家可能都会认为，这些内分泌干扰物只会影响鱼类的肝脏、睾丸或者是卵巢，但实际上，这些化学成分作用范围要广得多，甚至包括大脑。”
不过如今，荧光技术只能针对刚出生6天以内的斑马鱼来使用，因为过了这段时间，斑马鱼的皮肤会因色素沉淀干扰到观察结果。泰勒表示：“实验的下个阶段需要培育出皮肤缺乏色素的鱼类品种，从而让科学家也能观察成年鱼类对于内分泌干扰物的荧光反应。”(生物谷：Bioon.com)
doi:10.1289/ehp.1104433
PMC:
PMID:
Biosensor Zebrafish Provide New Insights into Potential Health Effects of Environmental Estrogens
Okhyun Lee, Aya Takesono, Masazumi Tada, Charles R. Tyler, Tetsuhiro Kudoh
Background: Environmental estrogens alter hormone signaling in the body that can induce reproductive abnormalities in both humans and wildlife. Available testing systems for estrogens are focused on specific systems such as reproduction. Crucially, however, the potential for significant health impacts of environmental estrogen exposures on variety of body systems may have been overlooked.
Objective: Our aim was to develop and apply a sensitive transgenic zebrafish model to assess real time effects of environmental estrogens on signaling mechanisms in a whole body system for use in integrated health assessments.
Methods: We created a novel transgenic biosensor zebrafish containing an estrogen inducible promoter derived with multiple tandem estrogen responsive elements (EREs) and a Gal4ff-UAS system for enhanced response sensitivity.
Results: Applying our novel estrogen responsive TG zebrafish we identified target tissues for environmental estrogens with very high sensitivity, including for environmentally relevant exposures. Exposure of the TG fish to estrogenic endocrine disrupting chemicals (EDCs) induced specific GFP expressions in a wide variety of tissues including the liver, heart, skeletal muscle, otic vesicle, forebrain, lateral line and ganglions, most of which have not been established previously as targets for estrogens in fish. Furthermore, we found that different EDCs induced GFP expression with different tissue response patterns and time trajectories, suggesting different potential health effects.
Conclusion: We have developed a powerful new model for understanding toxicological effects, mechanisms, and health impacts of environmental estrogens in vertebrates.
