Fathead Minnow（Pimephales Promelas）の組織特異的金属の蓄積と生殖に対するバイナリ混合物中の水媒介銅およびニッケルへの慢性暴露の影響

現在の研究では、Fathead Minnow（Pimephales Promelas）における組織特異的金属の蓄積と生殖性能に対する慢性水媒介銅（CU）およびニッケル（NI）暴露の相互作用効果を評価しました。魚のトリオ（1人の男性：2人の女性; n = 5-6）は21日間露出しました（i）コントロール（添加cuまたはni）、（ii）水媒介Cu（45μg/l）、（iii）水媒介Ni（270μg/L）、および（IV）水媒介CuとNi（それぞれ45および270μg/L）のバイナリ混合物。魚の繁殖力（累積卵の生産）は、最も敏感な生殖エンドポイントであることがわかり、CuとNiの相互作用は卵の生産に対する相加的効果を引き出しました。両方の金属の組織特異的蓄積は、それぞれ枝肉と卵巣のCuとNiの負担の増加が記録されたことを除いて、CuとNiの相互作用に影響されませんでした。肝エストロゲン受容体遺伝子（ER-αおよびER-β）の発現と雌の循環エストラジオールレベルも、金属混合処理の影響を受けませんでした。しかし、水媒介CuおよびNiへの共曝露は、肝臓のメタロチオネイン遺伝子の最大上方制御に関連する雌の肝臓ビテロゲニン遺伝子の有意なダウンレギュレーションをもたらしました。さらに、卵巣の組織病理学（ビテロゲン性卵胞の存在量の減少、および卵胞閉鎖の増加）の有意な変化も、混合物中のCuとNIにさらされた女性でのみ観察されました。集合的に、これらの観察結果は、バイナリ混合物中のCuおよびNiへの慢性水媒介曝露が、卵巣組織の組織病理学的損傷を誘発し、魚のエネルギー恒常性を破壊することにより、魚の生殖能力を損なう可能性があることを示唆しています。

The current study evaluated the interactive effects of chronic waterborne copper (Cu) and nickel (Ni) exposure on tissue-specific metal accumulation and reproductive performance in fathead minnow (Pimephales promelas). Fish trios (1 male: 2 female; n = 5-6) were exposed for 21 days to: (i) control (no added Cu or Ni), (ii) waterborne Cu (45 μg/L), (iii) waterborne Ni (270 μg/L), and (iv) binary mixture of waterborne Cu and Ni (45 and 270 μg/L, respectively). Fish fecundity (cumulative egg production) was found to be the most sensitive reproductive endpoint, and the interaction of Cu and Ni elicited an additive effect on egg production. Tissue-specific accumulation of both metals was not influenced by the interaction of Cu and Ni, except an increased Cu and Ni burden in the carcass and ovary, respectively, were recorded. The expressions of hepatic estrogen receptor genes (ER-α and ER-β) and the circulating estradiol level in females were also not affected by the metal-mixture treatment. However, co-exposure to waterborne Cu and Ni resulted in a significant downregulation of the hepatic vitellogenin gene in females, which was associated with the maximum upregulation of the hepatic metallothionein gene. In addition, a significant alteration of ovarian histopathology (decreased abundance of post-vitellogenic follicles, and increased follicular atresia) was also observed only in females exposed to Cu and Ni in mixture. Collectively, these observations suggest that chronic waterborne exposure to Cu and Ni in binary mixture may impair fish reproductive capacity by inducing histopathological damage in ovarian tissue, and disrupting of energy homeostasis in fish.