Akkumulation und Verteilung von fluoreszierenden Mikroplastik in den frühen Lebensstadien von Zebrafischen
Summary
Zebrafischembryonen/Larven entwickeln sich extern und sind optisch transparent. Die Bioakkumulation von Mikroplastik in Fischen im frühen Lebensstadium wird leicht mit fluoreszierend gekennzeichneten Mikroperlen beurteilt.
Abstract
Als neue Art von Umweltschadstoffen ist Mikroplastik in der aquatischen Umwelt weit verbreitet und stellt eine hohe Bedrohung für Wasserorganismen dar. Die Bioakkumulation von Mikroplastik spielt eine Schlüsselrolle bei ihrer toxischen Wirkung; Als Feinstaub unterscheiden sich ihre Bioakkumulation jedoch von vielen anderen Schadstoffen. Hier wird eine praktikable Methode beschrieben, um die Ansammlung und Verteilung von Mikroplastik in Zebrafischembryonen oder Larven mit fluoreszierenden Mikroplastiken visuell zu bestimmen. Embryonen sind unterschiedlichen Konzentrationen (0,1, 1 und 10 mg/L) fluoreszierender Mikroplastike mit einem Durchmesser von 500 nm für 120 h ausgesetzt. In den Ergebnissen wird gezeigt, dass Mikroplastik in Zebrafischembryonen/-larven konzentrationsabhängig bioakkumulieren kann. Vor dem Schlüpfen findet sich eine starke Fluoreszenz um die embryonale Chorion; während in ZebrafischLarven, der Dottersack, Perikard, und Magen-Darm-Trakt sind die wichtigsten angesammelten Standorte von Mikroplastik. Die Ergebnisse zeigen die Aufnahme und Internalisierung von Mikroplastik in Zebrafischen in frühen Lebensstadien, was die Grundlage für ein besseres Verständnis der Auswirkungen von Mikroplastik auf Wassertiere bieten wird.
Introduction
Seit der ersten Synthese in den 1900er Jahren werden Kunststoffe in verschiedenen Bereichen weit verbreitet, was zu einem schnellen Wachstum der globalen Produktionführt 1. Im Jahr 2018 wurden weltweit rund 360 Millionen Tonnen Kunststoffe produziert2. Die Kunststoffe in der natürlichen Umgebung werden durch chemische, physikalische oder biologische Prozesse zu feinen Partikeln abgebaut3. Im Allgemeinen sind feine Kunststoffpartikel <5 mm Größe als Mikroplastik4definiert. Mikroplastik ist auch für spezifische Anwendungen entwickelt, wie Mikroperlen aus kosmetischen Produkten5. Als nahezu permanente Schadstoffe häufen sich Mikroplastik in der Umwelt und haben immer mehr Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern, politischen Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeiterregt 1,6. Frühere Studien dokumentiert, dass Mikroplastik Nebenwirkungen bei Fischen verursachen könnte, wie Magen-Darm-Schäden7, Neurotoxizität8, endokrine Störung9, oxidativer Stress10 und DNA-Schäden11. Die Toxizität von Mikroplastik wurde jedoch bisher nicht vollständig aufgedeckt12,13.
Zebrafisch-Embryonen bieten viele experimentelle Vorteile, darunter geringe Größe, externe Befruchtung, optische Transparenz und große Kupplungen, und gilt als idealer Modellorganismus für die In-vivo-Untersuchung der Auswirkungen von Schadstoffen auf Fische in frühen Lebensstadien. Darüber hinaus werden für die Bewertung biologischer Reaktionen nur begrenzte Mengen an Prüfsubstanzen benötigt. Hier bei Zebrafischembryonen werden 5 Tage lang unterschiedlichen Konzentrationen von Mikroplastik (0,1, 1, 10 mg/L) ausgesetzt, und die Bioakkumulation und Verteilung von Mikroplastik in Zebrafischembryonen/Larven wird evaluiert. Dieses Ergebnis wird unser Verständnis über die Toxizität von Mikroplastik für Fische fördern, und die hier beschriebene Methode kann potenziell verallgemeinert werden, um die Ansammlung und Verteilung anderer Arten von fluoreszierenden Materialien in den frühen Lebensphasen von Zebrafischen zu bestimmen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Gemäß der Richtlinie über den Schutz von Tieren, die für wissenschaftliche Zwecke verwendet werden, wie der EU-Richtlinie 2010/63/EU, ist die Tierethik-Genehmigung für ein Experiment mit frühen Lebensstadien von Zebrafischen erst in der Phase der unabhängigen Fütterung (5 Tage nach der Befruchtung)vorgeschrieben 17. Für die Optimierung der Verwendung von Zebrafischen ist jedoch eine bewährte Tierschutzpraxis wichtig, und beispielsweise sollten die humanen Methoden der Anästhesie und Der…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (21777145, 22076170) und dem Programm für Changjiang-Stipendiaten und innovatives Forschungsteam in der Universität (IRT_17R97) finanziert.
Materials
| Fluorescent microscope | Nikon, Japan | Eclipse Ti-S | |
| Green fluorescently labeled polystyrene beads | Phosphorex, USA | 2103A | |
| Tricaine | Sigma-Aldrich, USA | A5040 |
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