Genexpressierespons van de niet-doelsoort Physella Acuta op fenoxycarb, een juveniel hormoon-analoog pesticide

Pesticiden zijn een milieuprobleem. De zoektocht naar nieuwe methoden voor ongediertebestrijding heeft zich geconcentreerd op stoffen met weinig of geen toxische effecten in niet-doelorganismen. Analogen van het juveniele hormoon (JH) verstoren het endocriene systeem van geleedpotigen. Het gebrek aan effect op niet-doelsoorten vereist echter bevestiging. Dit artikel analyseert de impact van Fenoxycarb, een analoog van JH, op Physella acuta, een in het water levende buikpotige. Gedurende 1 week werden de dieren blootgesteld aan 0.01, 1 en 100 ug/l, en het RNA werd geïsoleerd om de genexpressie te analyseren door middel van retrotranscriptie en Real-Time PCR. Veertig genen gerelateerd aan het endocriene systeem, de DNA-reparatiemechanismen, de ontgiftingsmechanismen, oxidatieve stress, de stressreactie, het zenuwstelsel, hypoxie, energiemetabolisme, het immuunsysteem en apoptose werden geanalyseerd. Drie van de genen, AchE, HSP17.9 en ApA, vertoonden reacties op de aanwezigheid van fenoxycarb bij 1 ug/l, zonder statistisch significante reacties in de rest van de genen en bij de resterende concentraties. Uit de resultaten kan worden geconcludeerd dat Fenoxycarb op moleculair niveau in P. acuta in de geteste tijd en concentraties een zwakke respons vertoont. Aplysianin-A, een gen dat verband houdt met immuniteit, werd echter gewijzigd, zodat het langetermijneffect relevant zou kunnen zijn. Daarom is aanvullend onderzoek nodig om de veiligheid van Fenoxycarb bij niet-geleedpotigen op de lange termijn te bevestigen.

cistanche tubulosa-verbetering van het immuunsysteem

Het pesticide Fenoxycarb (IUPAC: ethyl [{{0}}(4-fenoxy-fenoxy)ethyl] carbamaat, CAS-nr. 72490-01-8) is een carbamaat dat wordt gebruikt om diverse insectenplagen in gewassen en sierteelten1. Het reguleert de groei van insecten door het juveniele hormoon na te bootsen, waardoor wordt voorkomen dat het insect volwassen wordt2. Het is echter ook waargenomen bij andere geleedpotigen 3–5. Op moleculair niveau is waargenomen dat het celproliferatieremming en apoptose bij insecten medieert en de genen die betrokken zijn bij juveniele hormoonsynthese bij spinnen opreguleert. Het wordt als niet schadelijk beschouwd voor gewervelde dieren en niet-doelsoorten en tast insecten en andere geleedpotigen aan5,7-9. De concentratie werd gerapporteerd onder het detectieniveau (0.0004 mg/l) 24 tot 48 uur na toepassing vanuit de lucht op experimentele vijvers10. Bovendien is aangenomen dat nominale concentraties van 0,20, 0,80, 3,2, 13 en 50 ug/l de milieuniveaus voorspelden11. Bovendien wordt Fenoxycarb als veilig voor het milieu beschouwd vanwege de snelle afbraak10, met een dissipatietijd van 50 (DT50) van 4,13 dagen in de waterkolom en 15 dagen in sediment (PPDB-database: http://sitem.herts.ac.uk/aeru /ppdb/en/Reports/304.htm) 1. Het heeft een lage uitstroom naar aangrenzende landen vanaf de velden waar het wordt toegepast12, hoewel het in oppervlaktewater terecht kan komen als gevolg van opwaaien, afvloeien of drainage13. Het is verboden in de EU, maar wordt gebruikt in het VK, de VS en Australië. De Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid was van oordeel dat er geen reden tot zorg is op het gebied van de toxicologie bij zoogdieren en de beoordeling van de risico's voor de consument vanwege het gebruik van fenoxycarb in appels en peren14. Hoewel er een laag risico werd beoordeeld voor vogels en zoogdieren, niet tot de doelsoorten behorende bodemorganismen en micro-organismen, en terrestrische niet tot de doelsoorten behorende planten, werd er echter een hoog risico vastgesteld voor in het water levende organismen met een leemte in de gegevens over het risico voor ongewervelde waterdieren, gezien de werkingsmechanisme en de meest gevoelige groeifasen14. Hoewel wordt aangenomen dat de toxiciteit bij orale, dermale of inhalatieblootstelling laag is, is voorgesteld om te worden geclassificeerd als een chemische stof met beperkt bewijs voor een carcinogeen effect, omdat deze bij muizen long- en levertumoren kan veroorzaken door peroxisoomproliferatie te induceren, een mechanisme minder gevoelig bij mensen14. Hierdoor wordt fenoxycarb bestempeld als zeer giftig voor in het water levende organismen en wordt ervan verdacht kanker te veroorzaken. Bij gewervelde dieren werd geen effect op de voortplanting bij schapen waargenomen15, maar er is beschreven dat in gekweekte corticale neuronen van ratten die gedurende één week werden blootgesteld, Fenoxycarb de ATP-niveaus, het mitochondriale membraanpotentieel en het glucoseverbruik aanzienlijk verlaagde16. Bovendien remt het de acetylcholinesterase- en nicotine-acetylcholinereceptoren in de hersenen van ratten, die tot expressie komen in Xenopus laevis-oöcyten17. Aan de andere kant laten sommige rapporten zien dat het een negatieve invloed kan hebben op de eierproductie en het aantal uitkomsten bij de collembola Yuukianura szeptyckii18, hoewel eerdere onderzoeken naar Folsomia candida een dergelijk effect niet hebben aangetoond. Op vergelijkbare wijze werden nadelige effecten waargenomen, zoals remming van de vervelling en groei van de lichaamslengte, toen de garnaal Neocaridina davidi gedurende twee weken werd blootgesteld aan een concentratie van slechts 10 ug/l3, terwijl de krab Rhithropanopeus harrisii een vertraagde metamorfose onderging bij 48 ug/l. Fenoxycarb20. Als we deze resultaten samenvatten, zijn aanvullende onderzoeken nodig om de impact van dit pesticide op ecosystemen te kennen. Er is een gebrek aan informatie over de effecten van Fenoxycarb op niet-geleedpotige ongewervelde zoetwaterdieren, maar de verwachting is dat het voor hen onschadelijk is. De schaarste aan kennis van de fysiologie van ongewervelde dieren, vooral met betrekking tot het endocriene systeem, vereist echter bevestiging van dit uiterste. Dit werk heeft tot doel de toxiciteit van Fenoxycarb op transcriptieniveau te testen in de zoetwaterbuikpotige Physella acuta (Draparnaud, 1805) door de dieren gedurende 1 week bloot te stellen en het transcriptieprofiel te analyseren aan een array die verschillende relevante cellulaire routes omvat. De zoetwaterslak Physella acuta, ook bekend als Physa acuta, is een hermafrodiete en kosmopolitische soort. Hij leeft in meren en vijvers en legt zijn eieren in een eimassa die ongeveer twee weken nodig heeft om zich te ontwikkelen. De uitgekomen jongen groeien twee maanden totdat ze het volwassen stadium bereiken, paren en eieren leggen. De soort kan gemakkelijk in het laboratorium worden gekweekt en wordt daarom in toxiciteitsstudies gebruikt als representatief voor de buikpotigen21,22. Onlangs hebben we een array ontworpen om de reactie op toxische stoffen op genexpressieniveau bij deze soort te bestuderen23. Het omvatte 34 genen en 4 referentiegenen. Daarnaast hebben we het uitgebreid naar 40 doelgenen, waaronder enkele, om de veranderingen op het transcriptionele activiteitsniveau in verschillende cellulaire processen te analyseren. De sequentie van negen genen wordt voor het eerst beschreven voor deze soort en breidt het aantal genen uit dat als biomarkers kan worden gebruikt. De sequenties coderen voor eiwitten die verband houden met het endocriene systeem (galaninereceptor type 2 [GalR2], oestrogeengerelateerde receptor [ERR], membraanprogestageenreceptor-bèta [MPR], estradiol 17-bèta-dehydrogenase 8 [Hsd17b8], en retinoïnezuurreceptor [RXR]), DNA-reparatie (poly-ADP-ribosepolymerase I [PARP1], DNA-reparatie-eiwit XRCC3 [XRCC3], nucleaire factor van kappa light polypeptide genversterker in B-celremmer, alfa [IkBa]) en stressreactie (heat shock-eiwit 70 B2-zoals [HSP70 B2]). Over het geheel genomen maakt de array analyse mogelijk van veranderingen in het endocriene systeem, ontgiftingsmechanismen, DNA-reparatie, het zenuwstelsel, apoptose, oxidatieve stress, stress, epigenetica, het immuunsysteem, energiemetabolisme en lipidentransport. Op deze manier toont de reeks veranderingen in de belangrijkste mechanismen die betrokken zijn bij de reactie op stress en ontgifting, maar ook de reactie van processen die betrokken zijn bij langetermijneffecten, zoals epigenetische modificatiemechanismen en DNA-reparatie, die geactiveerd zouden worden in het geval van een genotoxische werking van de verbinding. Veiligheid op milieuniveau is een zorg voor alle producten die als pesticiden worden gebruikt. De zoektocht naar nieuwe pesticiden met een verminderde impact op niet-doelsoorten vereist testen op deze soorten omdat sommige daarvan een lage impact kunnen hebben. Het gebrek aan kennis over de fysiologie van ongewervelde dieren vereist echter experimenteel werk om dit te bevestigen. Het zal ook aanvullende informatie verschaffen over de fysiologie van de ongewervelde dieren, waardoor de kloof met de gewervelde dieren kleiner wordt en het gebruik van ongewervelde dieren wordt bevorderd als alternatieve methoden die het gebruik van gewervelde dieren bij het testen van toxiciteit verminderen.

voordelen van cistanche-supplementen: verhoging van de immuniteit

Resultaten

Identificatie van sequenties.

Er werden negen sequenties geïdentificeerd die coderen voor verschillende eiwitten die verband houden met het endocriene systeem (Hsd17b8, ERR, GalR2, MPR en RXR), de stressreactie (HSP70B2) en DNA-reparatiemechanismen (XRCC3, IkBa en PARP1). De grootte van de sequentie en de ORF-grootte worden getoond in Tabel 1. Verder worden de identiteit en gelijkenis op aminozuurniveau met het aangegeven eiwit getoond. De databasevergelijking toonde homologie aan met eiwitten van andere weekdieren, voornamelijk buikpotigen, behalve MPR, dat homoloog was aan een eiwit van tweekleppige oorsprong. De mate van homologie was hoog, behalve in het geval van de GalR2 en de MPR, terwijl ERR en HSP70 B2 meer dan 90% identiteit vertoonden. Figuur 1 toont het schema van de eiwitten met de verschillende motieven die ze karakteriseren. Ze vertoonden allemaal de karakteristieke domeinen die met die eiwitten geassocieerd zijn, dus er kan geconcludeerd worden dat de geïsoleerde sequenties overeenkomen met de genen die voor die eiwitten coderen.

Genexpressieprofiel als reactie op blootstelling aan fenoxycarb.

Volwassen slakken werden gedurende zeven dagen blootgesteld aan 0,01, 1 en 100 µg/l fenoxycarb om de middellangetermijnrespons van de geanalyseerde genen te beoordelen (figuren 2, 3, 4, 5 6 , S1 en S2). Fenoxycarb is een analoog van het juveniele hormoon waarvan niet wordt verwacht dat het niet-geleedpotigen zal aantasten. Er was geen statistisch significante respons in die genen gerelateerd aan het endocriene systeem (Fig. 2), DNA-reparatiemechanismen (Fig. 3), oxidatieve stress (Fig. 4), apoptose (Fig. 4), fase I (Fig. S1). ), fase II (Fig. S2) en fase III (Fig. S2) van ontgifting, de meeste stresseiwitten (Fig. 5), hypoxie (Fig. 5), epigenetische regulatie (Fig. 6) en energiemetabolisme (Fig. 5). .6). Slechts drie genen werden gemodificeerd bij 1 µg/l: acetylcholinesterase (AChE) (chi kwadraat=− 16.144, p=0.029; figuur 4), heat shock eiwit 17.9 (HSP 17.9) (chi vierkant=− 15,553, p=0.039; Fig. 5), en aplysianine A (ApA) (chi vierkant=− 20,333, p=0.002; Fig .6). Daarom vertoonden de twee genen die werden geanalyseerd in relatie tot het zenuwstelsel (AChE) en de immuniteit (ApA) enige verandering, wat suggereert dat er op de middellange termijn effecten op de fysiologie van P. acuta zouden kunnen optreden, zoals het zoekgedrag naar voedsel of de gevoeligheid voor bacteriële infecties.

Tabel 1. Informatie over de voor de eerste keer beschreven sequenties. DNA- en eiwitgrootte, homologie, identiteit en gelijkenis worden aangegeven. Het contignummer of toegangsnummer wordt aangegeven.

Figuur 1. HYPERLINK "sps:id::fg1||locator::gr1||MediaObject::0"Structuur en geconserveerde domeinen van de Physella acuta-eiwitten coderen aan de hand van de geïdentificeerde sequenties. De karakteristieke motieven van elk eiwit worden getoond. De domeinen zijn gedefinieerd volgens de functionele classificatie van eiwitten in de Conserved Domains Database (CCD). De maat wordt aangegeven door de cijfers.

Figuur 2. Transcriptniveaus van endocrien-gerelateerde sequenties (oestrogeenreceptor [ER], oestrogeengerelateerde receptor [EER], membraanprogestageenreceptor bèta [MPR], estradiol 17-bèta-dehydrogenase 8 [Hsd17b8], galaninereceptor 2 [GalR2] en retinoïnezuurreceptor [RXR]) bij acute Physella-volwassenen na in vivo blootstelling aan Fenoxycarb gedurende zeven dagen bij 19 graden. De transcriptionele activiteit werd gekwantificeerd door RT-PCR met behulp van ribosomaal eiwit L10 (rpL10), actine (Act), 6-fosfofructo-2-kinase/fructose-2,6-bifosfatase 2 (PFKFB2 ) en glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase (GAPDH) als referentiegenen. De vergelijking werd uitgevoerd met de aan oplosmiddel blootgestelde controles. Snorhaarboxen worden getoond. Elke doos komt overeen met 12 personen. De horizontale lijn binnen het vak geeft de mediaan aan en het 25e en 75e percentiel worden aangegeven door de grenzen van het vak. De hoogste en laagste resultaten worden weergegeven door de snorharen. Het kleine driehoekje in het vak geeft het gemiddelde aan en de uitschieters worden weergegeven (cirkels). Er werden geen significante verschillen met de controle waargenomen in die genen (p<0.05).

Discussie

Vooruitgang in toxicologisch onderzoek vereist de uitbreiding van toxiciteitstests naar aanvullende niveaus die verder gaan dan traditionele eindpunten zoals overleving, voortplanting of ontwikkeling. Tegenwoordig wordt vaak een moleculaire benadering van de toxiciteitsevaluatie gevolgd, en dit vereist aanvullende vermeende biomarkers die de modulatie van verschillende cellulaire processen en fysiologische mechanismen beoordelen. In die zin vergroot het toevoegen van nieuwe genen aan de batterij van biomarkers het aantal bestudeerde processen en de responsniveaus, afhankelijk van de geanalyseerde route. Daarom is de beschrijving van nieuwe genen een stap in de richting van het vergroten van de waarde van P. acuta in toxicologische onderzoeken. Hier hebben we negen nieuwe sequenties beschreven die coderen voor verschillende hormoonreceptoren, een enzym dat betrokken is bij het reguleren van de concentratie van actieve oestrogenen en androgenen (Hsd17b8), één stresseiwit en drie eiwitten die betrokken zijn bij DNA-herstel. Deze genen kunnen de analyse verbeteren van verschillende processen die verband houden met hormoonontregeling, genotoxiciteit en ontwikkeling. Bovendien kunnen ze ons allemaal helpen de reactie op verschillende niveaus van de organisatie te begrijpen, van moleculair tot ecologisch, en inzicht verschaffen in de mechanismen van de giftige stof en de reacties van de organismen om de homeostase te handhaven in het licht van een veranderende omgeving. Aan de andere kant openen deze vermeende biomarkers nieuwe manieren om de toxiciteit te beoordelen voordat deze op individueel niveau wordt waargenomen, waardoor onomkeerbare schade voor de bevolking wordt voorkomen. Daarom zijn er, net als in de klinische praktijk, nieuwe instrumenten nodig om moleculaire gebeurtenissen beter te identificeren en een eerdere diagnose te verkrijgen die zal helpen vervuiling op te sporen voordat deze onomkeerbare schadelijke effecten op ecosystemen veroorzaakt.

Figuur 3. Transcriptionele activiteit van genen gerelateerd aan DNA-reparatie. De mRNA-niveaus van poly (ADP-Ribose) polymerase I (PARP1), NFKB-remmer Iκ (IkBa), röntgenreparatie kruiscomplementerend 3 (XRCC3), RAD21 Cohesin Complex Component (RAD21) en RAD50 Double Strand Break Repair Protein (RAD50) bij acute Physella-volwassenen na in vivo blootstelling aan Fenoxycarb gedurende zeven dagen bij 19 graden. RT-PCR werd gebruikt om de mRNA-niveaus en het ribosomaal eiwit L10 (rpL10), actine (Act), 6-fosfofructo-2-kinase/fructose- 2,6-bifosfatase 2 te kwantificeren (PFKFB2) en glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase (GAPDH) werden gebruikt als referentiegenen. De vergelijking werd uitgevoerd met de aan oplosmiddel blootgestelde controles. Snorhaarboxen worden getoond. Elke doos komt overeen met 12 personen. De mediaan wordt aangegeven door de horizontale lijn binnen het vak, en het 25e en 75e percentiel worden aangegeven door de grenzen van het vak. De hoogste en laagste resultaten worden weergegeven door de snorharen. Het kleine driehoekje in het vak geeft het gemiddelde aan en de uitschieters worden weergegeven (cirkels). Er werden geen significante verschillen waargenomen ten opzichte van de controle (p<0.05).

De zoektocht naar pesticiden met weinig of geen impact op niet-doelsoorten is lange tijd een belangrijk landbouwdoel geweest. Analogen van het juveniele hormoon zijn zo'n pesticide geweest, omdat ze een specifiek hormoon van geleedpotigen nabootsen, waardoor het risico voor andere soorten drastisch wordt verminderd. Het is bekend dat Fenoxycarb de ontwikkeling en verschillende celprocessen bij insecten, spinachtigen en schaaldieren beïnvloedt8,13,18. De huidige gebrekkige kennis van de fysiologie van ongewervelde dieren maakt het echter noodzakelijk om ze te testen op niet-doelsoorten om hun lage impact te garanderen. Het eerste element waarmee rekening moet worden gehouden, is het feit dat de respons wordt waargenomen bij 1 µg/l Fenoxycarb, de tussenliggende concentratie die wordt gebruikt. Het is zeer laag vergeleken met de effecten die een effect hebben op insecten en schaaldieren3,20,28. Het gebrek aan respons bij hogere concentraties zou te wijten kunnen zijn aan een eerdere respons, waarbij de normale toestand op het moment van de analyse werd hersteld door de werking van ontgiftingsmechanismen. Bij de lagere concentratie kan het uitblijven van een waargenomen respons te wijten zijn aan het feit dat de hoeveelheid giftige stof onder de drempelconcentratie ligt die nodig is om een ​​effect teweeg te brengen. Een andere mogelijkheid zou kunnen zijn dat er meer tijd nodig is om de drempelconcentratie te bereiken. Ten slotte kan een vermeende U-vormige reactie ook niet terzijde worden geschoven. Aanvullend onderzoek waarbij gebruik wordt gemaakt van verschillende responstijden zou het mogelijk maken de betrokken cellulaire processen en de concentratie-afhankelijke gevolgen op te helderen.

Figuur 4. Transcriptionele activiteit van genen gerelateerd aan het zenuwstelsel (acetylcholinesterase [AChE]), oxidatieve stress (catalase [Cat], koper-zink-superoxide-dismutase [SOD CuZn] en mangaan-superoxide-dismutase [SOD Mn]) en apoptose ( caspase 3 [Casp3] en apoptose-inducerende factor 3 [AIF3]). Slakken werden zeven dagen lang blootgesteld aan Fenoxycarb bij 19 graden. Kwantificering door RT-PCR werd uitgevoerd met behulp van ribosomaal eiwit L10 (rpL10), actine (Act), 6-fosfofructo-2-kinase/fructose-2,6-bifosfatase 2 (PFKFB2) en glyceraldehyde-3- fosfaatdehydrogenase (GAPDH) als referentiegenen. De vergelijking werd uitgevoerd met de aan oplosmiddel blootgestelde controles. Snorhaarboxen worden getoond. Elke doos komt overeen met 12 personen. De mediaan wordt aangegeven door de horizontale lijn binnen het vak, en het 25e en 75e percentiel worden aangegeven door de grenzen van het vak. De hoogste en laagste resultaten worden weergegeven door de snorharen. Het kleine driehoekje in het vak geeft het gemiddelde aan en de uitschieters worden weergegeven (cirkels). Een significant verschil ten opzichte van de controle (sterretje) wordt aangegeven (p<0.05).

In dit werk hebben we de respons op genexpressieniveau van het analoog van het juveniele hormoon Fenoxycarb getest en een respons waargenomen die, hoewel zwak, aanvullende studies vereist om het gebrek aan toxiciteit bij niet-geleedpotigen te garanderen. Zoals verwacht werd er geen effect waargenomen in genen die verband houden met DNA-reparatiemechanismen of de stressreactie. Er zijn geen gegevens in de literatuur over onderzoek naar deze genen, zelfs niet bij insecten. Een soortgelijke situatie doet zich voor bij het energiemetabolisme, hoewel er enkele rapporten zijn over de impact van fenoxycarb op lipiden en koolhydraten van schaaldieren3,4,29. Voor zover wij weten is er geen eerder rapport waarin de reactie van ontgiftingsmechanismen in de aanwezigheid van Fenoxycarb wordt geanalyseerd. In P. acuta is er geen verandering in de geanalyseerde genen die betrokken zijn bij fase I, fase II en fase III van ontgifting, wat suggereert dat andere eiwitten dan die hier geanalyseerd verantwoordelijk zijn voor de biotransformatie van deze chemische stof. In tegenstelling tot onze resultaten, zonder veranderingen in genen die verband houden met epigenetische regulatie, is beschreven dat blootstelling gedurende drie dagen aan 50 µg/l fenoxycarb histondeacetylase in het water van Moina macrocopa4 kan opreguleren. Dit zou een verschil in gevoeligheid voor de verbinding kunnen weerspiegelen, maar ook het feit dat de epigenetische veranderingen in de waterfea verband houden met het nabootsen van de juveniele hormooneffecten.

Figuur 5. Transcriptionele activiteit van stress (klein heat shock-eiwit 16.6 [sHSP16.6], klein heat shock-eiwit 17.9 [sHSP17.9], heat shock-eiwit 60 [HSP60], heat shock-verwant 70 4 [HSC70 (4 )], heat shock-eiwit 70 B2-zoals [HSP70B2], glucose-gereguleerd eiwit 78/bindend immunoglobuline-eiwit [Grp78/BiP] en ​​heat shock-eiwit 83 [HSP83]) en hypoxie-induceerbare factor{{23} } alpha [HIF1 ]) genen bij volwassen slakken. De dieren werden gedurende één week blootgesteld aan Fenoxycarb bij 19 graden. De transcriptionele activiteit werd gekwantificeerd door RT-PCR met behulp van ribosomaal eiwit L10 (rpL10), actine (Act), 6-fosfofructo-2-kinase/fructose-2,6-bifosfatase 2 (PFKFB2 ) en glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase (GAPDH) als referentiegenen. De vergelijking werd uitgevoerd met de aan oplosmiddel blootgestelde controles. Snorhaarboxen worden getoond. Elke doos komt overeen met 12 personen. De mediaan wordt aangegeven door de horizontale lijn binnen het vak, en het 25e en 75e percentiel worden aangegeven door de grenzen van het vak. De hoogste en laagste resultaten worden weergegeven door de snorharen. Het kleine driehoekje in het vak geeft het gemiddelde aan en de uitschieters worden weergegeven (cirkels). Een significant verschil ten opzichte van de controle (asterisk) wordt aangegeven (p<0.05).

Figuur 6. Transcriptionele activiteit van genen gerelateerd aan epigenetische modulatie (DNA-methylase I [DNMT1], Lysine Acetyltransferase 6B [KAT6B] en histondeacetylase 1 [Hda1]), immuniteit (aplysia nin-A [ApA]) en energiemetabolisme ( glycogeenfosforylase L [PYGL] en oxysterolbindend eiwitachtig 8 [OSBPL8]) bij acute Physella-volwassenen na in vivo blootstelling aan Fenoxycarb gedurende zeven dagen bij 19 graden. De transcriptionele activiteit werd gekwantificeerd door RT-PCR met behulp van ribosomaal eiwit L10 (rpL10), actine (Act), 6-fosfofructo-2-kinase/fructose-2,6-bifosfatase 2 (PFKFB2 ) en glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase (GAPDH) als referentiegenen. De vergelijking werd uitgevoerd met de aan oplosmiddel blootgestelde controles. Snorhaarboxen worden getoond. Elke doos komt overeen met 12 personen. De mediaan wordt aangegeven door de horizontale lijn binnen het vak, en het 25e en 75e percentiel worden aangegeven door de grenzen van het vak. De hoogste en laagste resultaten worden weergegeven door de snorharen. Het kleine driehoekje in het vak geeft het gemiddelde aan en de uitschieters worden weergegeven (cirkels). Een significant verschil ten opzichte van de controles (asterisk) wordt aangegeven (p<0.05).

cistanche tubulosa-verbetering van het immuunsysteem

Klik hier om de producten van Cistanche Enhance Immunity te bekijken

【Vraag om meer】 E-mail:cindy.xue@wecistanche.com / Whats-app: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Het effect op de AChE suggereert enige impact op het zenuwstelsel. Zoals vermeld in de inleiding is remming van de acetylcholinesterase-activiteit en nicotinereceptoren in de hersenen van ratten waargenomen17, wat erop wijst dat Fenoxycarb zenuweffecten kan hebben op niet-doelwitorganismen. Uit onderzoek naar nicotinereceptoren bleek dat het mechanisme van Fenoxycarb niet-competitief was30. Hoewel Fenoxycarb is gebruikt als analoog van het juveniele hormoon, lijkt het net als de rest van de carbamaten ook enig effect te hebben door het zenuwstelsel te beïnvloeden. De reactie waargenomen bij P. acuta ondersteunt een zenuweffect en suggereert dat het het vermogen van de slak om te overleven zou kunnen beïnvloeden door het centrale zenuwstelsel te veranderen. De waargenomen toename in de transcriptie zou een weerspiegeling kunnen zijn van een poging om de remming van de enzymactiviteit te compenseren. Aanvullend onderzoek zou het vermeende effect op het gedrag van de slak of het vermogen om te reageren op situaties waarbij het zenuwstelsel betrokken is, kunnen ophelderen. In ieder geval is het een feit om na te denken over de impact die Fenoxycarb op de middellange en lange termijn kan hebben op niet-doelsoorten. Aan de andere kant suggereert de modulatie van sHSP17.9 enkele effecten, maar het bepalen van de werkelijke impact op de cel is een complexe zaak. Kleine hitteschokeiwitten zijn diverse eiwitten die betrokken zijn bij de stressreactie en gerelateerd zijn aan meerdere cellulaire processen, waaronder neurale functies. In die zin is het verleidelijk om te speculeren dat sHSP17.9 zou kunnen coderen voor een deel van het sHSP dat betrokken is bij de neurale fysiologie, maar de moeilijkheden om de homologie vast te stellen vereisen voorzichtigheid. Aanvullend onderzoek zal meer informatie opleveren en kan helpen de rol van dit eiwit in de cel te definiëren. Als biomarkers maakt het feit dat sHSP's het alfa-kristallijne domein delen het gemakkelijk om ze te identificeren. Hun grote diversiteit in de N- en C-terminale gebieden compliceert echter de identificatie van homologieën tussen soorten.

Voordelen van cistanche tubulosa-versterk het immuunsysteem

Bijgevolg is een diepere studie van deze eiwitfamilie nodig om hun rol in het celmetabolisme te bepalen en functionele homologieën daartussen vast te stellen. In ieder geval suggereert de waargenomen verandering dat Fenoxycarb op de middellange termijn enig effect heeft op P. acuta, waardoor de mogelijkheid ontstaat dat het enige vermindering van het welzijn van de slak veroorzaakt. Aplysianine-A is een eiwit dat betrokken is bij de immuunrespons door antibacterieel te werken. Dit antibacteriële glycoproteïne remt zowel grampositieve als gramnegatieve bacteriën in Aplysia kurodai32. De verandering in transcriptionele activiteit kan een modulatie van de reactie op bacteriële infecties veroorzaken, waardoor P. acuta daarvoor gevoeliger wordt. Een overmatige reactie of op een ontoereikend moment kan het reactievermogen van het organisme aantasten, waarbij bacteriën worden geselecteerd die niet gevoelig zijn voor ApA, waardoor het dier gevoeliger wordt voor infecties. De waargenomen impact bij P. acuta duidt op een vermoedelijke verandering in de immuniteit; het is de eerste keer dat deze mogelijkheid wordt gesuggereerd voor Fenoxycarb. Er zijn aanvullende onderzoeken nodig waarbij meer immuungerelateerde genen betrokken zijn om dit te bevestigen en het effect op de overleving van de bevolking op de lange termijn te bepalen. Het huidige bewijs suggereert een lage impact op het milieu van Fenoxycarb. De resultaten die zijn waargenomen bij de niet-doelsoort P. acuta vereisen echter een uitgebreide analyse omdat de blootstelling een langetermijneffect kan weerspiegelen. Hoewel de gegevens op moleculair niveau wijzen op een zwak effect op de korte termijn, zullen aanvullende analyses waarbij andere parameters worden getest aanvullend bewijs opleveren. Om de onschadelijkheid van Fenoxycarb te garanderen, moet het worden geanalyseerd op verschillende niet-doelsoorten, waaronder verschillende groepen ongewervelde dieren, en moeten de korte- en langetermijneffecten op moleculair, cellulair en organismeniveau worden getest.

cistanche tubulosa-verbetering van het immuunsysteem

Referenties

1. Sullivan, JJ Chemie en lot van fenoxycarb in het milieu. Ds. Milieu. Contam. Toxicol. 202, 155–184 (2010).

2. Dhadialla, TS, Carlson, GR & Le, DP Nieuwe insecticiden met ecdysteroïdale en juveniele hormoonactiviteit. Jaar. Ds. Entomol. 43, 545-569 (1998).

3. Hu, XL et al. Effecten van twee juveniele hormoonanaloge insecticiden, fenoxycarb en methopreen, op Neocaridina davidi. Omgeving. Vervuiling. 253, 89–99 (2019).

4. Hu, XL, Tang, YY, Kwok, ML, Chan, KM & Chu, KH Impact van juveniele hormoonanaloge insecticiden op de waterfea Moina macrocopa: groei, voortplanting en transgenerationeel effect. Aquat. Toxicol. 220, 105402 (2020).

5. Yang, Z. et al. Regulatie van juveniele hormoon- en ecdysteroïde-analogen op de ontwikkeling van de roofspin, Pardosa pseudoannulata, en zijn regulerende mechanismen. Ecotoxicol. Omgeving. Veilig. 242, 113847 (2022).

6. Ayisha Banu, C. & Manogem, EM Antiproliferatieve en apoptose-inducerende effecten van juveniele hormoonanaloog, fenoxycarb in de Sf21cell-lijn. Plaag. Biochem. Fysiool. 187, 105182 (2022).

7. Arambourou, H. et al. Gebruik van Gammarus fossarum (Amphipoda)-embryo voor toxiciteitstests: een casestudy met cadmium. Omgeving. Toxicol. Chem. https://doi.org/10.1002/etc.3779 (2017).

8. Navis, S., Waterkeyn, A., De Meester, L. & Brendonck, L. Acute en chronische effecten van blootstelling aan het juveniele hormoonanaloog fenoxycarb tijdens seksuele voortplanting bij Daphnia magna. Ecotoxicologie 27, 627–634 (2018).

9. Jindra, M. & Bittova, L. Te juveniele hormoonreceptor als doelwit van juvenoïde 'insectengroeiregulatoren'. Boog. Insectenbiochem. Fysiool. 103, e21615 (2020).

10. Schaefer, CH, Wilder, WH, Mulligan, FS & Dupras, EF Werkzaamheid van fenoxycarb tegen muggen (Diptera: Culicidae) en de persistentie ervan in het laboratorium en in het veld. J. Econ. Entomol. 80, 126–130 (1987).

11. Hosmer, AJ, Warren, LW & Ward, TJ Chronische toxiciteit van pulsgedoseerde fenoxycarb voor Daphnia magna blootgesteld aan voor het milieu realistische concentraties. Omgeving. Toxicol. Chem. 17, 1860-1866 (1998).

12. Tomas, K. et al. Een eenvoudige aanpak voor een ruimtelijke beoordeling van de terrestrische blootstelling aan het insecticide fenoxycarb, gebaseerd op een landschapsanalyse met hoge resolutie. Plaag. Beheer. Wetenschap 72, 2099-2109 (2016).

13. Jungmann, D. et al. Chronische toxiciteit van fenoxycarb voor de mug Chironomus riparius na blootstelling aan sedimenten met verschillende samenstellingen. J. Bodemsedimenten 9, 94–102 (2009).

14. Autoriteit, EFS Conclusie over de peer review van de risicobeoordeling van de werkzame stof fenoxycarb als pesticide. EFSA J. 8, 1779 (2010).

15. Barr, AC et al. Reproductieve effecten van fenoxycarb op schapen. J . Dierenarts. Diagnose. Investeren. 9, 401-406 (1997).

16. Schmuck, G. & Mihail, F. Effecten van de carbamaten fenoxycarb, propamocarb en propoxur op de energievoorziening, het glucosegebruik en SH-groepen in neuronen. Boog. Toxicol. 78, 330-337 (2004).

17. Smulders, CJGM, Bueters, TJH, Van Kleef, RGDM & Vijverberg, HPM Selectieve effecten van carbamaatpesticiden op neuronale nicotine-acetylcholinereceptoren van ratten en acetylcholinesterase in de hersenen van ratten. Toxicol. Appl. Farmacol. 193, 139–146 (2003).

18. Lee, Y.-S. et al. Een heroverweging van de veiligheid van fenoxycarb (IGR) in het bodemmilieu: de toxiciteit van fenoxycarb voor Yuukianura szeptyckii (Collembola). J. Azië-Pac. Entomol. 23, 214–218 (2020).

19. Campiche, S., Becker-van Slooten, K., Ridreau, C. & Tarradellas, J. Effecten van insectengroeiregulatoren op de niet-doelwit geleedpotige Folsomia candida (Collembola). Ecotoxicol. Omgeving. Veilig. 63, 216–225 (2006).

20. Cripe, GM, McKenney, CL, Hoglund, MD & Harris, PS Effecten van blootstelling aan fenoxycarb op de volledige larvale ontwikkeling van de xanthid-krab, Rhithropanopeus harrisii. Omgeving. Vervuiling. 125, 295-299 (2003).

21. Sánchez-Argüello, P., Fernández, C. & Tarazona, JV Beoordeling van de efecten van fuoxetine op Physa acuta (Gastropoda, Pulmonata) en Chironomus riparius (Insecta, Diptera) met behulp van een water-sedimenttest met twee soorten. Wetenschap Totaal milieu. 407, 1937-1946 (2009).

22. Sánchez-Argüello, P., Aparicio, N. & Fernández, C. Embryotoxiciteit koppelen aan genotoxische reacties bij de zoetwaterslak Physa acuta: eenmalige blootstelling aan benzo(a)pyreen, fluoxetine, bisfenol A, vinclozoline en blootstelling aan binair mengsels met benzo(a)pyreen. Ecotoxicol. Omgeving. Veilig. 80, 152–160 (2012).

23. Prieto-Amador, M., Caballero, P. & Martínez-Guitarte, J.-L. Analyse van de impact van drie ftalaten op de zoetwaterslakken Physella acuta op transcriptioneel niveau. Wetenschap Rep. 11, 11411 (2021).

24. Lee, JW, Won, E.-J., Raisuddin, S. & Lee, J.-S. Betekenis van ongunstige uitkomsttrajecten bij op biomarkers gebaseerde milieurisicobeoordeling bij in het water levende organismen. J. Milieu. Wetenschap 35, 115–127 (2015).

25. Martins, C., Dreij, K. & Costa, PM De state-of-the-art van milieu-toxicogenomics: uitdagingen en perspectieven van 'omics'-benaderingen gericht op mengsels van giftige stoffen. Int. J. Milieu. Res. Volksgezondheid 16, E4718 (2019).

26. Steiblen, G., van Benthem, J. & Johnson, G. Strategieën in de genotoxicologie: acceptatie van innovatieve wetenschappelijke methoden in een regelgevende context en vanuit een industrieel perspectief. Mutat. Res. Genet. Toxicol. Omgeving. Mutageen 853, 503171 (2020).

27. Wilson, TG Te moleculaire werkingsplaats van juveniele hormoon- en juveniele hormooninsecticiden tijdens metamorfose: hoe deze verbindingen insecten doden. J. Insecten. Fysiool. 50, 111–121 (2004).

28. Mahmoudvand, M. & Moharramipour, S. Subletale effecten van fenoxycarb op de Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae). J. Insecten. Wetenschap 15, 82 (2015).

29. Arambourou, H. et al. Blootstelling aan fenoxycarb verstoorde het reproductieve succes van de amfipode Gammarus fossarum met beperkte effecten op het lipidenprofiel. PLoS ONE 13, e0196461 (2018).

30. Smulders, CJGM, Van Kleef, RGDM, de Groot, A., Gotti, C. & Vijverberg, HPM Een niet-competitief, sequentieel mechanisme voor remming van alfa4beta2 neuronale nicotine-acetylcholinereceptoren van ratten door carbamaatpesticiden. Toxicol. Wetenschap 82, 219–227 (2004).

31. de Los Reyes, T. & Casas-Tintó, S. Neurale functies van kleine hitteschokeiwitten. Neurale regen. Res. 17, 512–515 (2022).

32. Kamiya, H., Muramoto, K. & Yamazaki, M. Aplysianin-A, een antibacterieel en antineoplastisch glycoproteïne in de albumineklier van een zeehaas, Aplysia Kuroda. Experientia 42, 1065-1067 (1986).

33. Aquilino, M., Sánchez-Argüello, P., Novo, M. & Martínez-Guitarte, J.-L. Effecten op de genexpressie van kikkervisjeslak na blootstelling aan vinclozoline. Ecotoxicol. Omgeving. Veilig. 170, 568–577 (2019).

34. Romiguier, J. et al. Vergelijkende populatiegenomica bij dieren legt de determinanten van genetische diversiteit bloot. Natuur 515, 261–263 (2014).

35. Ja, J. et al. Primer-BLAST: een hulpmiddel om doelspecifieke primers voor polymerasekettingreactie te ontwerpen. BMC Bioinformatica 13, 134 https://doi.org/10.1186/1471-2105-13-134 (2012).

36. Pfaf, MW Een nieuw wiskundig model voor relatieve kwantificering in real-time RT-PCR. Nucleïnezuren Res. 29, e45 (2001).