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摘要背景：离子液体是近年来因其独特的热稳定性、低挥发性、不易燃性和生物相容性而备受关注的一类物质。这些特性使离子液体广泛应用于各种化学溶剂、催化剂、电解质、润滑剂、组织工程和药物输送中。然而，它们对生物体的影响尚未得到彻底研究，离子液体对生物体的毒性取决于多种因素，例如离子液的类型、浓度和暴露时间，一些离子液体具有致癌性、致突变性和致畸性，这意味着它们可分别引起癌症、基因突变和出生缺陷。因此，人们也越来越关注离子液体对环境和人类健康的潜在影响。斑马鱼在生理学和遗传学等方面与人类高度相似，使得斑马鱼成为研究人类健康的理想模式生物。已有研究表明离子液对斑马鱼胚胎早期发育有不利影响，可造成斑马鱼胚胎死亡率增加，但离子液对斑马鱼的代际毒性很少有报道。<br>　　目的：本研究旨在通过定性和定量组织形态计量技术分析亲代斑马鱼暴露于[Cnmim]NO3 (n=2,4,6)对其后代胚胎/幼鱼发育的毒性影响，通过转录组学探讨介导代际毒性效应的潜在分子机制，为研究离子液对人类的潜在代际毒性机制提供参考依据。<br>　　方法:选取3种不同碳链长度的硝基咪唑类离子液体 ([C2mim]NO3, [C4mim]NO 3, [C6mim]NO3)，首先在3种不同浓度 (12.5 mg/L, 25 mg/L, 50 mg/L)下对亲代斑马鱼进行7天暴露。随后使雌鱼和雄鱼交配产卵，将子一代胚胎培养至受精后96小时 (96 hpf)，观察并记录胚胎/幼鱼的死亡率、孵化率、畸形率、20秒自发运动及体长。最后对亲代斑马鱼进行性腺组织病理学分析，对96 hpf幼鱼开展行为学测定、组织病理学分析和转录组学分析。<br>　　结果: (1) 对子代早期发育的影响：与溶剂对照组 (DMSO)比较，在12 hpf~96 hpf，50 mg/L [Cnmim]NO3 (n=2, 4, 6)累积死亡率显著增加 (P＜0.05)，25 mg/L [Cnmi m]NO3 (n= 4, 6) 累积死亡率也显著增加 (P＜0.05)。[C2mim]NO3组主要为幼鱼头部、尾部和脊柱畸形；[C4mim]NO3组主要表现为出血、尾部和脊柱畸形、卵黄囊水肿以及脊柱侧弯；[C6mim]NO3组中的畸形形态同样表现为脊柱后凸、脊柱畸形和脊柱侧弯。与对照组相比，在96 hpf，[C2mim]NO3和[C6mim]NO3 幼鱼体长随着浓度的增加而显著缩短，而在同一个浓度下，幼鱼的体长随着烷基碳链的增加(C2→C6)而显著缩短。在24 hpf，与对照组相比，50 mg/L [Cnmim]NO3 (n=4, 6)幼鱼的20秒自发运动显著减少。<br>　　(2) 对亲代斑马鱼性腺及子代脑组织的影响：雌性斑马鱼暴露于浓度为25 mg/L和50 mg/L的[Cnmim]NO3 (n=2,4,6)，与对照组相比，成熟的卵母细胞减少，处于卵巢发育的最后两个阶段 (EV和LV)的卵母细胞更少；在雄性斑马鱼的精巢组织切片中，与对照组相比，暴露于浓度为50 mg/L的[C4mim]NO3和浓度为25 mg/L及50 mg/L的[C6mim]NO3后，雄鱼的生精小管中处于Sg和Sc前两个阶段的细胞更多。在96 hpf，50 mg/L 的[C4mim]NO3 、12.5 mg/L和50 mg/L 的[C6min]NO3组中，幼鱼的脑组织中出现了空泡，一部分脑细胞变形，脑细胞之间的边界模糊。<br>　　(3) 对子代斑马鱼行为学的影响：在96 hpf，50 mg/L的[C2mim]NO3、12.5 mg/L、25 mg/L及50 mg/L的[C4mim]NO3和[C6mim]NO3组中，幼鱼的运动能力显著降低；随着暴露浓度的增加， [C4mim]NO3和[C6mim]NO3组的幼鱼游泳距离显著缩短；浓度为50 mg/L时，幼鱼的游泳距离随着实验组烷基碳链长度 (C2→C6)缩短。<br>　　(4) 转录组学分析：通过维恩图对差异表达基因 (DEGs)进一步分析得出，[C2 mim]NO3不同浓度之间有136个上调基因，167个下调基因；[C4mim]NO3不同浓度之间有216个上调基因，365个下调基因； [C6mim]NO3不同浓度之间有103个上调基因，和98个下调基因。GO富集分析结果表示，与对照组相比，所有实验组中，上调的DEG在“单羧酸结合”、“骨骼肌收缩”和“细胞外空间”中富集，下调的DEG则在“神经递质受体复合物”和“离子型谷氨酸受体复合物”中富集。KEGG通路富集分析结果表示，上调的DEG主要富集于“PPAR信号通路”和“局灶性粘附”，下调的DEG则主要参与“泛酸盐和CoA生物合成”和“Apelin信号通路”。<br>　　(5) 使用Metascape在线平台对维恩图所得出的24个DEGs进行GO和KEGG富集分析，结果表明，这些DEGs与“参与骨成熟的骨矿化”、“神经活性配体-受体相互作用”和“大脑形态发生”密切相关。进一步说明这些途径与神经发育和骨骼发育相关。通过RT-qPCR对6个上调基因 (cpa5，ela3l，try，col1a1a，col1a1b和acta2)进行验证，结果与RNA-seq的分析结果一致，证明了实验数据的可靠性。<br>　　结论:综上所述，斑马鱼暴露于[C2mim]NO3、 [C4mim]NO3和[C6mim]NO3会对其性腺产生不良影响。此外，亲代斑马鱼暴露于[C2mim]NO3、 [C4mim]NO3和[C6mim]NO3后，对其子代胚胎的早期发育有不良影响，对后代幼鱼的神经发育和骨骼发育具有剂量依赖性和烷基碳链长度依赖性的影响。转录组学分析推测[C2mi m]NO3、 [C4mim]NO3和 [C6mim]NO3诱导的代际神经毒性和骨骼毒性的机制可能与介导神经活性配体-受体相互作用和骨骼发育的信号通路有关。本文为全面评估[Cnmim]NO3对斑马鱼的代际效应提供了理论依据。