ゼブラフィッシュ（Danio rerio）胚に対する4-エピアンヒドロテトラサイクリンの発生毒性とトランスクリプトーム解析

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Sci. Total Environ..2020 Sep;734:139227. S0048-9697(20)32744-3. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.139227.Epub 2020-05-07.

ゼブラフィッシュ（Danio rerio）胚に対する4-エピアンヒドロテトラサイクリンの発生毒性とトランスクリプトーム解析

Developmental toxicity and transcriptome analysis of 4-epianhydrotetracycline to zebrafish (Danio rerio) embryos.

Meng Wang
Xiaoping Chen
Run Zhang
Jianfu Zhao
Changming Yang
Lingling Wu

PMID: 32450397 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.139227.

抄録

テトラサイクリン（TC）の一次分解副生成物として，4-E-Epianhydrotetracycline（4-EATC）が水生環境中で頻繁に検出されており，水生生物に対する潜在的な環境リスクの可能性があると考えられている。しかし，これまでのところ，4-EATCの水生生物に対する毒性試験は限られている。本研究では、4-EATCの毒性機構をより深く理解するために、4-EATCとTCの致死および亜致死影響を含む発生毒性を検討した。その結果，4-EATCのゼブラフィッシュ胚に対する発生毒性はTCよりも強いことがわかった。ゼブラフィッシュ胚に対する4-EATCの96h LC値は29.13mg/Lであった。奇形は4-EATC曝露の最も感度の高いサブリーサルエンドポイントであると考えられ、96hのEC値は8.57mg/Lであった。ゼブラフィッシュ胚に対する4-EATCのトランスクリプトーム応答を決定した。その結果、4-EATCによって引き起こされる430の異なる発現遺伝子（DEG）が存在し、最も富むのはトリプトファン（TRP）代謝経路であった。TRP代謝のDEGをアノテーションすると、キヌレニン(KYN)経路に沿って代謝されるトリプトファンの4つの遺伝子産物の発現が変化することが示された。KYN経路におけるTRP代謝の障害は、4-EATCのゼブラフィッシュ胚に対する毒性の可能性を示唆した。

As a primary degradation by-product of tetracycline (TC), 4-Epianhydrotetracycline (4-EATC) has been detected frequently in the aquatic environment, which may pose a potential environmental risk to aquatic organisms. Up to now, however, the toxicology study on 4-EATC to aquatic organisms is limited. In the present study, in order to better understand the toxic mechanism of 4-EATC, developmental toxicity including lethal and sublethal effects of 4-EATC and TC were investigated. The results showed that the developmental toxicity of 4-EATC to zebrafish embryos was stronger than that of TC. The 96 h LC value of 4-EATC to zebrafish embryos was 29.13 mg/L. Malformations seemed to be the most sensitive sublethal endpoint of 4-EATC exposure, and the 96 h EC value was 8.57 mg/L. Transcriptome response of 4-EATC to zebrafish embryos was determined. The results showed that 430 different expression genes (DEGs) caused by 4-EATC, and most enriched in tryptophan (TRP) metabolism pathway. Annotation of DEGs in the TRP metabolism demonstrated that expression of 4 gene products in tryptophan metabolized along the kynurenine (KYN) pathway were changed. Disorder of TRP catabolism in KYN pathway was a potential mechanism of 4-EATC toxicity to zebrafish embryos.