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时间:2019-05-23
《微囊藻毒素-LR对鱼类分子毒性效应的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、华中科技大学博士学位论文*摘要随着水体富营养化加剧,藻类所引起的水污染问题己越来越引起人们的关注,蓝藻是目前已知产生毒素最多、对人类健康造成的危害最大的藻类。微囊藻毒素-LR(microcystins-LR,MC-LR)是有毒蓝藻细胞合成的二级代谢产物,是一种细胞内毒素。微囊藻毒素可影响鱼类的胚胎发育和生长,也可引起肝脏、肾脏等内部器官的病理变化,和导致鱼体的氧化损伤等。然而,有关微囊藻毒素对鱼类分子水平上的毒性效应的研究则很少。本研究以斑马鱼和鳙鱼为对象,采用实时荧光定量PCR、分子克隆和免疫印迹技术在分子水平上揭示了MC-LR对鱼类的毒理效应。本研究中采用人工繁殖
2、的方法收集健康的斑马鱼胚胎,待孵化出膜后,用浓度为200μg/L和800μg/LMC-LR溶液浸泡幼鱼进行攻毒实验。在染毒12h,24h,48h,96h和168h后取样。用实时荧光定量PCR方法检测了斑马鱼幼鱼的重组激活基因Rag(Rag1,Rag2)、淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶(LCK)、T细胞受体α(TCRα)、转录因子GATA1、锌指纹蛋白(Ikaros)和热休克蛋白基因(HSP90、HSP70、HSP60、HSP27)的表达变化。发现Rag1、Rag2、LCK、TCRα、GATA1和Ikaros都有表达上升趋势,特别是在800μg/LMC-LR处理后,在很多
3、时间点内表达上升明显,与对照组有显著差异(P<0.05);热休克蛋白基因(HSP90、HSP70、HSP60、HSP27)的表达变化更为明显,在200μg/L和800μg/LMC-LR处理后,所有热休克蛋白基因的表达均有上升,且差异明显(P<0.05),尤其是HSP70在800μg/LMC-LR处理168h后,其表达量上升了近300倍。这说明MC-LR可影响斑马鱼幼鱼早期发育的重要调控因子、转录因子和热休克蛋白的表达,从而推测MC-LR可能影响斑马鱼的早期发育和免疫系统功能。本研究通过分子克隆技术中的RACE方法获得了两个鳙鱼去毒酶相关基因的cDNA全长,并进行了系统
4、进化分析及推导的蛋白质序列分析。谷胱甘肽过氧化物酶(GlutathionePeroxidase,GPX)基因cDNA全长903个核苷酸(nucleotides,nt)(GenBankaccessionno.FJ357422),包含426nt的开放阅读框,编码142个氨基酸,其中5′、3′端非编码区分别为182nt和292nt,推测GPX蛋白的分子式C740H1144N196O213S4,分子量为16.3226千道尔顿,等电点5.93,预测该蛋白为水溶性。系统进化分析和氨基酸序列比对的结果表明,鳙鱼GPX与草鱼、鲢鱼、I华中科技大学博士学位论文鲋鱼的相似性较高,分别为9
5、9.3%,97.9%,93.0%。谷胱甘肽还原酶(Glutathionereductase,GR)基因cDNA全长831个核苷酸(nucleotides,nt)(GenBankaccessionno.FJ349627),包含717nt的开放阅读框,编码239个氨基酸,其5′、3′端非编码区分别为74nt和40nt,推测GR蛋白的分子式C1131H1796N324O347S7,分子量为25.709千道尔顿,等电点7.71,预测该蛋白为水溶性。系统进化分析和氨基酸序列比对的结果表明,鳙鱼GR与斑马鱼、大西洋鲑相似性较高,分别为90.8%和81.1%。在健康鳙鱼中,对两个基
6、因转录和表达产物的器官组织分布进行了详细的分析。实时荧光定量PCR的结果表明,GPX和GR在所有被检测的鳙鱼组织中都有表达,呈组成型表达,且具有相似的组织分布模式,即在肝脏中的表达最高,其次是脾脏、鳃、中肾、头肾等,脑和心脏中的表达较低。分别构建GPX和GR基因的原核表达质粒pQE40-GPX和pQE40-GR,通过原核表达、表达蛋白纯化、并制备多克隆抗体,对脑、鳃、心脏、头肾、中肾、肝脏、肌肉、脾脏、和胸腺等器官中的目的基因蛋白进行免疫印迹分析。免疫印迹Westernblotting结果显示GPX蛋白在各个组织中广泛表达。经腹腔注射MC-LR(50μg/kgbody
7、weight)对鳙鱼进行染毒实验,以注射灭菌生理盐水作为对照,分别于染毒后6h,12h,24h,48h,96h和168h后取处理组和对照组的肝脏、脾脏、头肾、肠道。用实时荧光定量PCR方法检测鳙鱼的GPX和GR表达变化。发现在MC-LR诱导后GPX在肝脏、脾脏和头肾中过量表达,差异显著(P<0.05);GR在肠道和头肾中,表达变化显著(P<0.05),上升倍数较高,而在肝脏和脾脏中GR的表达虽然也是增加的,但变化没有肠道和头肾中的明显。结果表明,GPX和GR基因在微囊藻毒素的影响下,转录及表达加强,生成更多的酶蛋白,从而增强机体对微囊藻毒素的解毒能力
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