魚類における食餌性メチル水銀と水中無機水銀の比較神経毒性：形態学的および病理組織学的評価による視蓋の脆弱性のエビデンス

Comparative neurotoxicity of dietary methylmercury and waterborne inorganic mercury in fish: Evidence of optic tectum vulnerability through morphometric and histopathological assessments.

抄録

本研究では、無機水銀（iHg）およびメチル水銀（MeHg）が魚類の視蓋の形態に及ぼす影響について、以下のような観点から調査した：(i)特定の視蓋層の脆弱性、(ii)ニューロンまたはグリア細胞へのHg形態の優先的なターゲティング、(iii)魚類のいくつかの行動の維持に関わるこの脳領域におけるiHgとMeHgの比較毒性。シロギス（Diplodus sargus）の幼魚を水中のiHg［HgCl（2μg L）］および食餌のMeHg（8.7μg g）に曝露する2つの実験を行い、曝露期間（それぞれE7およびE14）と曝露後（28日；PE28）の両方を構成しました。形態学的評価は、視蓋の層の輪郭を描き、その面積とニューロンおよびグリア細胞の数を推定する立体的な方法で行われた。iHg曝露により、曝露期間中に神経細胞が失われることはなかったが、E14では視蓋の単一層でグリア細胞の減少が検出された。一方、MeHg曝露では、視蓋の数層で神経細胞およびグリア細胞の減少が認められた。また、MeHg曝露後では、いずれのHgもニューロンの減少を引き起こしたが、MeHg曝露のみグリア細胞数の減少を引き起こした。病理組織学的評価では、MeHgは特に曝露後の視蓋層で高い毒性を示したが、iHgに曝露した魚では有意な変化は見られなかった。iHgとMeHgは魚類に関連する神経毒であり、MeHgに暴露されると、視蓋においてiHgよりも高い毒性が生じる。曝露後28日経過してもiHgとMeHgの神経毒性は顕著であり、これらの毒性物質の長期的な影響を示唆している。

This work investigated the effects of inorganic mercury (iHg) and methylmercury (MeHg) on the fish optic tectum morphology, viz. in relation to: (i) vulnerability of specific optic tectum layers; (ii) preferential targeting of Hg forms to neurons or glial cells; (iii) comparative toxicity of iHg and MeHg in this brain area that is in the maintenance of several fish behaviors. Two experiments exposing juvenile white seabream (Diplodus sargus) to waterborne iHg [HgCl (2 μg L)] and dietary MeHg (8.7 μg g) were performed, comprising both exposure (7 and 14 days; E7 and E14, respectively) and post-exposure (28 days; PE28) periods. Morphometric assessments were performed using stereological methods where the layers of the optic tectum were outlined, while its area and the number of neurons and glial cells were estimated. A histopathological assessment was also performed per section and per layer of optic tectum. iHg exposure did not trigger the loss of neurons during the exposure periods, while a decrease of glial cells was detected in a single layer of the optic tectum at E14. Differently, upon MeHg exposure, a decrease on the number of neurons and glial cells was found in several layers of optic tectum. In the post-exposure, both Hg forms triggered the loss of neurons, while only MeHg exposure led to a decrease on the number of glia cells. The histopathological assessment pointed out a higher toxicity of MeHg in the optic tectum layers, particularly in the post-exposure period, while no significant alterations were found in fish exposed to iHg. Hg forms targeted preferentially neurons. iHg and MeHg are relevant neurotoxicants to fish, with MeHg exposure leading to a higher toxicity than iHg in the optic tectum. After 28 days of post-exposure, iHg and MeHg neurotoxicity remained prominent, suggesting long-term effects of these toxicants.