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Maternal transfer of nanoplastics to offspring in zebrafish (Danio rerio): A case study with nanopolystyrene.
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2018-06-22 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.06.186 Jordan A Pitt 1 , Rafael Trevisan 2 , Andrey Massarsky 2 , Jordan S Kozal 2 , Edward D Levin 3 , Richard T Di Giulio 2
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2018-06-22 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.06.186 Jordan A Pitt 1 , Rafael Trevisan 2 , Andrey Massarsky 2 , Jordan S Kozal 2 , Edward D Levin 3 , Richard T Di Giulio 2
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Plastics are ubiquitous anthropogenic contaminants that are a growing concern in aquatic environments. The ecological implications of macroplastics pollution are well documented, but less is known about nanoplastics. The current study investigates the potential adverse effects of nanoplastics, which likely contribute to the ecological burden of plastic pollution. To this end, we examined whether a dietary exposure of adult zebrafish (Danio rerio) to polystyrene nanoparticles (PS NPs) could lead to the transfer of nanoplastics to the offspring, and whether nanoplastics exposure affects zebrafish physiology. Specifically, adult female and male zebrafish (F0 generation) were exposed to PS NPs via diet for one week and bred to produce the F1 generation. Four F1 groups were generated: control (unexposed females and males), maternal (exposed females), paternal (exposed males), and co-parental (exposed males and females). Co-parental PS NP exposure did not significantly affect reproductive success. Assessment of tissues from F0 fish revealed that exposure to PS NPs significantly reduced glutathione reductase activity in brain, muscle, and testes, but did not affect mitochondrial function parameters in heart or gonads. Assessment of F1 embryos and larvae revealed that PS NPs were present in the yolk sac, gastrointestinal tract, liver, and pancreas of the maternally and co-parentally exposed F1 embryos/larvae. Bradycardia was also observed in embryos from maternal and co-parental exposure groups. In addition, the activity of glutathione reductase and the levels of thiols were reduced in F1 embryos/larvae from maternal and/or co-parental exposure groups. Mitochondrial function and locomotor activity were not affected in F1 larvae. This study demonstrates that (i) PS NPs are transferred from mothers to offspring, and (ii) exposure to PS NPs modifies the antioxidant system in adult tissues and F1 larvae. We conclude that PS NPs could bioaccumulate and be passed on to the offspring, but this does not lead to major physiological disturbances.
中文翻译：
纳米塑料向斑马鱼（Danio rerio）后代的母体转移：纳米聚苯乙烯的案例研究。
塑料是普遍存在的人为污染物，在水生环境中日益受到关注。大塑料污染的生态影响已有详细记录，但人们对纳米塑料知之甚少。目前的研究调查了纳米塑料的潜在不利影响，这可能会加剧塑料污染的生态负担。为此，我们研究了成年斑马鱼（Danio rerio）在饮食中暴露于聚苯乙烯纳米粒子（PS NP）是否会导致纳米塑料转移给后代，以及纳米塑料暴露是否会影响斑马鱼的生理机能。具体来说，成年雌性和雄性斑马鱼（F0 代）通过饮食接触 PS NP 一周，并繁殖产生 F1 代。产生四个 F1 组：对照（未暴露的雌性和雄性）、母体（暴露的雌性）、父系（暴露的雄性）和共同亲本（暴露的雄性和雌性）。同亲 PS NP 暴露并没有显着影响生殖成功。对 F0 鱼组织的评估表明，暴露于 PS NP 显着降低了大脑、肌肉和睾丸中的谷胱甘肽还原酶活性，但不影响心脏或性腺中的线粒体功能参数。对 F1 胚胎和幼虫的评估表明，PS NP 存在于母体和共同亲本暴露的 F1 胚胎/幼虫的卵黄囊、胃肠道、肝脏和胰腺中。在母体和共同父母暴露组的胚胎中也观察到心动过缓。此外，母体和/或共同亲本暴露组的 F1 胚胎/幼虫中谷胱甘肽还原酶的活性和硫醇水平降低。 F1 幼虫的线粒体功能和运动活动不受影响。 这项研究表明，(i) PS 纳米颗粒从母亲转移到后代，(ii) 暴露于 PS 纳米颗粒会改变成体组织和 F1 幼虫的抗氧化系统。我们得出的结论是，PS NP 可以生物累积并遗传给后代，但这不会导致重大的生理紊乱。
更新日期：2018-06-25
中文翻译：
纳米塑料向斑马鱼（Danio rerio）后代的母体转移：纳米聚苯乙烯的案例研究。
塑料是普遍存在的人为污染物，在水生环境中日益受到关注。大塑料污染的生态影响已有详细记录，但人们对纳米塑料知之甚少。目前的研究调查了纳米塑料的潜在不利影响，这可能会加剧塑料污染的生态负担。为此，我们研究了成年斑马鱼（Danio rerio）在饮食中暴露于聚苯乙烯纳米粒子（PS NP）是否会导致纳米塑料转移给后代，以及纳米塑料暴露是否会影响斑马鱼的生理机能。具体来说，成年雌性和雄性斑马鱼（F0 代）通过饮食接触 PS NP 一周，并繁殖产生 F1 代。产生四个 F1 组：对照（未暴露的雌性和雄性）、母体（暴露的雌性）、父系（暴露的雄性）和共同亲本（暴露的雄性和雌性）。同亲 PS NP 暴露并没有显着影响生殖成功。对 F0 鱼组织的评估表明，暴露于 PS NP 显着降低了大脑、肌肉和睾丸中的谷胱甘肽还原酶活性，但不影响心脏或性腺中的线粒体功能参数。对 F1 胚胎和幼虫的评估表明，PS NP 存在于母体和共同亲本暴露的 F1 胚胎/幼虫的卵黄囊、胃肠道、肝脏和胰腺中。在母体和共同父母暴露组的胚胎中也观察到心动过缓。此外，母体和/或共同亲本暴露组的 F1 胚胎/幼虫中谷胱甘肽还原酶的活性和硫醇水平降低。 F1 幼虫的线粒体功能和运动活动不受影响。 这项研究表明，(i) PS 纳米颗粒从母亲转移到后代，(ii) 暴露于 PS 纳米颗粒会改变成体组织和 F1 幼虫的抗氧化系统。我们得出的结论是，PS NP 可以生物累积并遗传给后代，但这不会导致重大的生理紊乱。
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