囊藻毒素-LR在斑馬魚體內慢性毒性機制的研究.pdf

1、微囊藻毒素-LR（縮寫為MCLR）為水體中毒性最強、最經(jīng)常爆發(fā)的一種毒素，該毒素對生物體呈多種毒性效應（如肝毒性和神經(jīng)毒性），然而其毒性作用機制至今還不清楚。鑒于此，本研究工作以斑馬魚D.rerio為研究對象，進行不同低濃度MCLR（空白對照組、2和20μg/L毒素處理組，暴露時間為取斑馬魚的肝臟和大腦30d）慢性脅迫下魚體內肝臟和大腦的蛋白質組學研究;即暴露30 d后，采用雙向凝膠電泳(Two-dimensional electrop

2、horesis，簡寫為2-DE)和基質輔助電離解析飛行時間質譜(Matrix-assisted laser desorption/ionizationtime-of-flight/time-of-flight mass spectrometer，簡寫為MALDI-TOF/TOF-MS)等方法，研究MCLR脅迫下兩種組織蛋白質表達圖譜所發(fā)生的變化，找出發(fā)生顯著變化的差異蛋白點，對其進行功能鑒定，繼而揭示了由MCLR毒性引起的蛋白質組的變化

3、;另外，本文測定了肝臟和大腦對MCLR的累積量及其蛋白磷酸酶(Protein phosphatase，簡寫為PP)的活性，同時也從超微結構水平來探討MCLR所誘導的肝臟細胞損傷程度。該研究工作旨在探討MCLR對魚類的慢性毒害效應及其毒性機制，同時為可特異地指示MCs污染的生物標志物的篩選提供理論和實踐依據(jù)。主要研究結果如下:
　　 1、暴露結束后，毒素脅迫顯著提高處理組斑馬魚肝臟內MCLR的累積量和PP活性，如空白對照組中沒有檢

4、測到MCLR的含量，而2和20μg/L毒素處理組的MCLR含量分別為0.031和0.039μg/mg DW;同樣地，相對于對照空白組，20μg/LMCLR處理組的PP活性顯著提高2倍。有趣的是，免疫印記實驗表明肝臟內蛋白磷酸酶2A(縮寫為PP2A)含量與MCLR處理濃度無相關性。MCLR脅迫引起肝臟細胞超微結構的顯著損傷:相對于空白對照組，處理組肝臟細胞內粗內質網(wǎng)發(fā)生普遍的腫脹，伴隨著網(wǎng)槽的擴張或空泡化;線粒體也發(fā)生腫脹，許多線粒體失去

5、嵴;最為明顯的是，處理組肝臟細胞有蜂窩狀結構體的出現(xiàn)。蛋白質組學分析結果表明有22個蛋白質斑點在毒素脅迫下發(fā)生顯著的變化;經(jīng)過鑒定，這些蛋白質參與細胞骨架的組裝、大分子的代謝、氧化脅迫和信號傳導;因此，MCLR慢性肝毒性可引起細胞骨架組裝和生物大分子代謝的失常，誘導氧化脅迫的出現(xiàn)，伴隨著細胞內信號傳導的擾亂。另外，MCLR慢性肝毒性可能啟動活性氧（縮寫為ROS）途徑，而不是PP途徑，后者為該毒素急性毒害效應的主要機制。
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6、、暴露實驗結束后，毒素脅迫顯著提高斑馬魚大腦內MCLR含量和PP活性，如空白對照組中沒有檢測到MCLR的累積，而2和20μg/L MCLR處理組的毒素含量分別為0.030和0.053μg/mg DW;同樣地，相對于對照空白組，20μg/L MCLR處理組的PP活性顯著提高1.3倍。蛋白質組學分析結果表明大腦內有30個蛋白質斑點在毒素脅迫下發(fā)生顯著的變化;經(jīng)過鑒定，這些蛋白質參與細胞骨架的組裝、生物大分子的代謝、氧化脅迫、信號傳導、以及其

7、它功能（如轉運、蛋白質降解、細胞凋亡和蛋白質翻譯）。綜上所述，MCLR的神經(jīng)毒性可引起氧化脅迫、細胞骨架組裝和大分子代謝的異常，以及伴隨著信號傳導和其它功能（如蛋白質的降解、細胞轉運、細胞凋亡和蛋白質翻譯）的紊亂，暗示該毒素對斑馬魚大腦神經(jīng)毒性的復雜性和多樣性。斑馬魚大腦的PP活性隨著MCLR濃度的增加而升高，可能與毒素脅迫下PP2Cα2的誘導表達相關。另外，該研究提示MCLR的慢性神經(jīng)毒性啟動于ROS和PP途徑，然而PP途徑與PP2C

8、α2的顯著上調相關的。最后，MCLR可能具有內分泌干擾物質的效應，因為該毒素脅迫顯著地誘導卵黃蛋白原的形成;然而具體原因和機制的探討有待于進一步研究。
　　 值得一提的是，MCLR肝臟毒性和神經(jīng)毒性引起的蛋白質組變化很相似，即兩種毒性均顯著影響了參與細胞代謝、骨架蛋白組裝、氧化脅迫和信號傳導的細胞過程，說明了MCLR的多種毒性效應在某種程度上呈一致性，雖然MCLR神經(jīng)毒性還特異地影響了細胞轉運、蛋白質降解、細胞凋亡和蛋白質翻譯的