ポリスチレン系マイクロプラスチックはF-53Bの生体蓄積を減少させるが、ゼブラフィッシュ幼生の炎症性ストレスを誘発する

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Chemosphere.2020 Sep;255:127040. S0045-6535(20)31233-9. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127040.Epub 2020-05-11.

ポリスチレン系マイクロプラスチックはF-53Bの生体蓄積を減少させるが、ゼブラフィッシュ幼生の炎症性ストレスを誘発する

Polystyrene microplastics decrease F-53B bioaccumulation but induce inflammatory stress in larval zebrafish.

Huilin Yang
Hong Lai
Jing Huang
Liwei Sun
Jan Alexander Mennigen
Qiyu Wang
Yu Liu
Yuanxiang Jin
Wenqing Tu

PMID: 32416398 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127040.

抄録

他の有機汚染物質の担体として機能するマイクロプラスチック（MP）が水生生物に誤って摂取され、結果として予測できない悪影響を及ぼすことが懸念されている。本研究では、ゼブラフィッシュ幼虫（受精後6d）を6:2塩素化ポリフルオロエーテルスルホン酸塩（F-53B）、ポリスチレン系マイクロプラスチック（PS-MPs）、またはそれらの混合物に7d暴露し、PS-MPsの存在がF-53Bの生体蓄積および免疫調節に及ぼす影響を評価した。PS-MPsはF-53Bの収着を大きく促進し、ゼブラフィッシュ幼虫におけるF-53Bのバイオアベイラビリティとバイオアキュミュレーションを低下させた。F-53B、PS-MPs、またはそれらの混合物は、ゼブラフィッシュ幼虫の体重を有意に減少させた。また、PS-MPsとF-53Bを併用すると、スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)とリゾチーム活性が有意に低下し、ゼブラフィッシュ幼虫における酸化ストレスと炎症反応の発生が示唆された。マロンジアルデヒド（MDA）および免疫グロブリンM（IgM）の含有量は、F-53BおよびPS-MPsでは影響を受けなかったが、それらの併用曝露で有意に増加した。さらに、F-53BとPS-MPsの共曝露は、ゼブラフィッシュ幼虫の炎症性遺伝子cxcl-clcとil-1βの転写産物を有意にアップレギュレートし、iNOSタンパク質のレベルを増加させた。また、NF-κB の発現亢進は、ほとんどの免疫関連遺伝子の発現亢進と平行しており、NF-κB 経路がこれらの応答に機序的に関与していることが示唆されました。以上の結果から、MPの存在はF-53Bの生体蓄積を減少させるが、ゼブラフィッシュ幼生の炎症性ストレスを誘発することが明らかになった。これらの知見は、水生環境におけるMPsとF-53Bの共汚染の健康リスクを浮き彫りにした。

There is growing concern that microplastics (MPs), which act as carriers of other organic contaminants, are mistakenly ingested by aquatic organisms, consequently causing unpredictable adverse effects. In this study, zebrafish larvae (6 d post fertilization) were exposed to either 6:2 chlorinated polyfluorinated ether sulfonate (F-53B), polystyrene microplastics (PS-MPs) or their combination for 7 d to evaluate the effects of the presence of PS-MPs on the bioaccumulation and immunomodulation of F-53B. PS-MPs greatly promoted the sorption of F-53B, which reduced the bioavailability and bioaccumulation of F-53B in zebrafish larvae. F-53B, PS-MPs, or their mixture significantly reduced the body weight of zebrafish larvae. Combined exposure of PS-MPs and F-53B resulted in a significant reduction in superoxide dismutase (SOD) and lysozyme activity, indicating the occurrence of oxidative stress and inflammatory response in zebrafish larvae. The content of malondialdehyde (MDA) and immunoglobulin M (IgM) was not affected by F-53B or PS-MPs, but significantly increased in their combined exposure. Furthermore, co-exposure of F-53B and PS-MPs significantly upregulated the transcripts of pro-inflammatory cxcl-clc and il-1β genes and increased the levels of iNOS protein in zebrafish larvae. In addition, enhanced protein expression of NF-κB paralleled the upregulation in the expression of most immune-related genes, suggesting NF-κB pathway was mechanistically involved in these responses. Collectively, the presence of MPs decreased F-53B bioaccumulation, but induced inflammatory stress in larval zebrafish. These findings highlight the health risks of co-contamination of MPs and F-53B in aquatic environments.