小编按：
应
Eco-Environment & Health
（
EEH
）
期刊编辑部提议，环境人
Environmentor
将与
EEH
期刊合作，推出
“EEH
专栏
”
，将期刊上的优质论文及时推送给各位读者，欢迎大家关注！有意投稿的读者请直接与
EEH
编辑部联系。
EEH
期刊是一本由生态环境部南京环境科学研究所和南京大学共同创立，并由江桂斌院士、任洪强院士担任共同主编的国际性多学科同行评审期刊，目标是成为环境健康领域的旗舰期刊之一。
EEH
聚焦全健康（
One Health
）理念，助力绿色可持续发展，关注生态、环境与健康之间交互作用的过程、机制与干预，范畴包括生态安全、环境健康风险、生态与环境修复。重点方向为：生态与生物多样性保护，新污染物的环境归趋与生物过程，人体暴露与健康效应，环境风险评价、管理与调控。期刊特色为：快速评审、专属服务、免费图表打磨和文字润色、立体宣传以及前三年免文章出版费等。
噻虫嗪是一种二代新烟碱类杀虫剂，自1998年推出以来，因其高效广谱的特性被广泛使用。然而，由于其生态毒性，欧盟已于2013年限制其用于种子处理，并于2018年全面禁止其室外使用。尽管如此，包括中国在内的许多国家尚无类似规定。噻虫嗪的高水溶性导致其可通过工业生产废水和农业径流等方式进入环境。截止目前，噻虫嗪已在全球地表水中频繁检出，如加拿大和葡萄牙的浓度分别为1.34 μg/L和118 ng/L。我国长江下游地表水中噻虫嗪浓度为0.29至48.15 ng/L。尽管噻虫嗪主要作用于昆虫的烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs），但其对水生生物的神经毒性逐渐引起关注。研究表明，噻虫嗪暴露可影响斑马鱼的繁殖、性激素水平及发育过程，且高浓度（0.1 mg/L）可导致运动行为变化。此外，噻虫嗪也对斑马鱼捕食逃逸反应和觅食效率产生不利影响。虽然噻虫嗪对nAChR的亲和力较低，仍能引发神经行为变化，提示存在其他毒性机制，如氧化损伤和激素受体干扰等。因此，本研究通过斑马鱼行为监测、组织病理学分析及多组学手段，深入探讨环境相关浓度的噻虫嗪对斑马鱼的神经毒性作用机制，并强调其生态风险评估的紧迫性。
南京大学环境学院李秀文，施鹏，李爱民等
在
Eco-Environment & Health
期刊上发表了题为“Thiamethoxam at environmentally relevant concentrations induces neurotoxicity in zebrafish larvae through binding with multiple receptors”的研究型论文。该研究旨在揭示环境相关浓度的噻虫嗪对斑马鱼的神经毒性作用机制，研究有助于评估其生态风险，并为相关管理政策的制定提供数据支撑。
实验结果表明，噻虫嗪暴露显著改变了斑马鱼幼鱼的光运动反应、诱导了眼部细胞凋亡，并引起了眼部和脑补的组织病理学变化。暴露于噻虫嗪后，斑马鱼的运动明显减少，无论是连续光暗交替刺激还是持续黑暗周期下，运动量均显著下降。指示细胞凋亡的荧光强度随噻虫嗪浓度的增加而增强，且眼部区域的荧光强度变化尤其明显。组织病理学分析结果显示，暴露于10 ng/L浓度的噻虫嗪后未见明显组织病理学变化，但在100 和1000 ng/L浓度下，脑部和眼部细胞数量显著减少，排列松散，甚至缺失。转录组分析结果也表明经环境相关浓度的噻虫嗪暴露后，斑马鱼体内与神经和视觉系统相关的53个基因表达发生了显著变化。
图2.
(A) 120 hpf 时斑马鱼幼鱼的光运动反应 (B) 120 hpf 时幼鱼的荧光显微图像，白色箭头表示眼睛周围的荧光 (C) 120 hpf 时斑马鱼幼鱼大脑和视网膜组织的组织病理学变化。L：晶状体；GCL：神经节细胞层；IPL：内丛状层；INL：内核层；OPL：外丛状层；ONL：外核细胞；REP：视网膜色素上皮。
转录组变化与表型变化密切相关，且与激素相关的三个GO通路显著富集。加权基因共表达网络分析结果表明，内吞作用和MAPK信号通路是影响斑马鱼幼鱼光运动反应和细胞凋亡的主要通路。转录组与代谢组联合分析结果表明嘌呤代谢、ABC转运蛋白和嘧啶代谢在所有浓度组中均为最显著富集的通路。分子对接与生物标志物分析结果表明噻虫嗪与斑马鱼nAChR的结合能为−3.75 kcal/mol，表明其具有弱到中等的结合亲和力。此外，THM噻虫嗪与多种受体（如GPCR、AR、GR、TR）之间形成了强的氢键相互作用，结合能在−5.70到−6.74 kcal/mol之间，反映了弱到中等的结合强度。相应地，与这些受体相关的神经递质或激素如乙酰胆碱、皮质醇、三碘甲腺原氨酸、甲状腺素和促甲状腺激素水平发生了显著性变化。
图3.
通过分子对接模拟分析获得的噻虫嗪与斑马鱼目标受体相互作用的二维视图。(A) THM-nAChR、(B) THM-GPCR、(C) THM-ARα、(D) THM-ARβ、(E) THM-GR、(F) THM-TRα 和 (G) THM-TRβ。(H) 噻虫嗪与目标受体的结合能。
根据多组学、分子对接和ELISA的综合分析，本研究提出了噻虫嗪诱导神经毒性的机制途径（图4）。噻虫嗪：不仅可选择性地与昆虫的nAChR结合，也与斑马鱼的nAChR发生相互作用。尽管其对脊椎动物nAChR的亲和力较低，噻虫嗪仍然影响了斑马鱼幼体的神经行为。此外，噻虫嗪可能通过内吞作用和G蛋白偶联受体进入细胞质中，并与多种激素受体（如AR、TR和GR）相互作用。噻虫嗪与多个受体的集体结合可能调节受体激活的MAPK信号通路，影响核内的嘌呤和嘧啶代谢，最终诱导细胞凋亡，从而导致其对斑马鱼的神经毒性。
图4.
噻虫嗪在环境相关浓度下诱发神经毒性的机制。
Xiuwen Li, Hanbing Zhao, Minjuan Gong, Feng Zhang, Shengnan Liu, Zepeng Zhang, Yide He, Henner Hollert, Xiaowei Zhang, Wei Shi, Qing Zhou, Aimin L, Peng Shi*, Thiamethoxam at environmentally relevant concentrations induces neurotoxicity in zebrafish larvae through binding with multiple receptors
,
Eco-Environment & Health
(
Eco-Environ. Health
)
, 2025
https://doi.org/10.1016/j.eehl.2024.12.002
李秀文
，南京大学环境学院博士后，研究领域为新污染物生态风险防控。以第一/通讯作者发表SCI论文8篇；主持博士后面上基金、国家重点研发项目子课题、江苏省基础研究计划自然科学基金—青年基金项目等课题；获国家资助博士后C档、江苏省卓越博士后和2024年日内瓦国际发明展金奖（6/6）等荣誉。
施鹏
，南京大学环境学院副教授，研究方向为城市水系统新污染物健康风险识别与阻控。以第一/通讯作者发表SCI论文30余篇；第一发明人授权中国专利8项，PCT专利、美国/欧洲/日本专利7项。主持国家自然科学基金，国家重点研发子课题等项目十余项，建立相关示范工程3项。担任国际水协水生物安全委员会委员和江苏省新污染防控专业委员会委员等兼职，并获2022年首创水星新人奖银奖，2024年日内瓦国际发明展金奖（1/6）等。
来源：
Eco Environ Health
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