应用高通量实时荧光定量PCR方法筛选FL细胞对低剂量微囊藻毒素LR暴露的应答基因

微囊藻毒素是蓝藻的一些属产生的单环七肽,在发生水华的水体中普遍存在[1]。含有微囊藻毒素的水华能引起野生动物、鱼类、家畜、家禽等中毒和死亡,也对人类健康构成严重威胁[2,3]。流行病学调查发现,人群原发性肝癌、大肠癌发病率与饮水源中的微囊藻毒素有关[4]。其中微囊藻毒素LR是微囊藻毒素中最常见的一种,因其高急性毒性,强促癌活性而受到广泛的关注。有研究结果表明微囊藻毒素LR可引起多种细胞发生凋亡[5],本实验室先前的研究也发现微囊藻毒素LR能激活在凋亡过程中起重要作用的酶Caspase-3[6],及引起P53、Bax、Bcl-2等凋亡相关蛋白…     

微囊藻毒素LR对大鼠肝细胞Caspase-3酶活性的影响

水体富营养化的加剧,导致藻类水华频频发生。在全球由于藻类水华所产生的毒素,对人和动物都产生了极为严重的影响,使之成为日益突出的环境问题。其中危害最严重的 是微囊藻毒素(Micnocystin,MCYST)。而微囊藻毒素LR(LR)是微囊藻毒素中存在最为普遍且毒性作用最明显的一种,是MCYST的主要代表物。       

微囊藻毒素LR影响人肝细胞HL7702的ERK及JNK的蛋白磷酸化

微囊藻毒素(Microcystin,MCYST)是蓝藻的一些属产生的次级代谢产物,在发生水华的水体中普遍存在。微囊藻毒素LR(MCLR)是微囊藻毒素中存在最为普遍且毒性作用最强的一种。已有研究表明,微囊藻毒素可以诱发肝毒性并且与人群中的肝癌发生密切相关1,2,因此进一步阐明其致毒机理具有重要的意义。       

微囊藻毒素对水环境的影响研究进展

微囊藻毒素是富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素,是湖泊蓝藻产生的一类肽类毒素,它的产生受到藻类的遗传和环境因素的共同影响。由于其毒性大,分布广,结构稳定,从而成为水环境中的潜在危害物质。有关微囊藻毒素性质、毒理毒性、在环境中的迁移、转化以及控制预防已成为关注热点。在总结国内外研究的基础上,综述了微囊藻毒素的性质、产生机理以及其与水环境、水生生物(水生植物、鱼类、无脊椎动物)间的相互作用,讨论了微囊藻毒素对水生生物的影响以及水生生物对微囊藻毒素的降解作用,为水体中微囊藻毒素的防治提供科学的依据。     

水环境中微囊藻毒素的生物降解

微囊藻毒素在水环境中的生物降解是决定其环境归趋和影响其毒性的重要因素。本文综述了水细菌、鱼类、水生植物、水生无脊椎动物、浮游动物等水生生物对微囊藻毒素生物降解方面的研究进展。目前报道的微囊藻毒素降解菌有鞘氨醇单胞菌、铜绿假单胞菌和青枯菌。鞘氨醇单胞菌和铜绿假单胞菌分别以微囊藻毒素酶和碱性蛋白酶降解毒素,青枯菌降解机理未明;而鱼类、水生植物、水生无脊椎动物、浮游动物等水生生物主要通过谷胱甘肽S-转移酶催化形成低毒性的微囊藻毒素-谷胱甘肽结合物进行转化。本文还对水环境微囊藻毒素的生物修复方式进行了初步的探讨。     

微囊藻毒素对鱼类的毒性效应

湖泊富营养化导致的蓝藻水华已成为国内外普遍关注的环境问题,它所带来的主要危害之一是产生的藻毒素对鱼类的影响。在已发现的藻毒素中,微囊藻毒素(microcystins,MCs)的分布广、毒性大、危害严重,而备受关注。阐述了MCs对鱼类的影响。微囊藻毒素能干扰胚胎的发育,降低孵化率,增加畸形率,影响存活率,胚胎孵化受微囊藻毒素影响还具有剂量依赖效应;野外室内实验均表明鱼类暴露于微囊藻毒素后不仅可在肝脏中富集还可在肌肉、肠道等组织器官中快速积累;对鱼类进行组织病理检测发现MCs可导致肝脏、肾脏、心脏、脑、鳃等组织受损;MCs在鱼体中的解毒过程可能开始于由谷胱甘肽S-转移酶催化的还原型谷胱甘肽的结合反应;MCs还可影响鱼类的生长、行为和血清生化指标,此外,还具有一定的免疫毒性。MCs的转运机制和分子作用机制以及在食物链中传递过程中对人类造成的潜在影响可能成为今后研究重点。     

鲢鱼可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGST)基因cDNA全序列与5′调控区的克隆与分析

淡水鱼类可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGST)在微囊藻毒素去毒代谢过程中具有独特的关键作用,因而也称为微囊藻毒素去毒酶.从淡水食毒藻鱼类鲢鱼(Hypophthalmichthysmolitrix)肝脏通过简并引物克隆微囊藻毒素去毒酶基因cDNA核心序列,应用5′RACE和3′RACE技术分别扩增该序列的5′末端和3′末端序列,最后通过序列拼接获得鲢鱼肝脏微囊藻毒素去毒酶基因cDNA全序列.序列分析结果表明,鲢鱼肝脏微囊藻毒素去毒酶基因cDNA全长920bp,其中5′-UTR长74bp,3′-UTR长174bp,编码区长672bp,编码223个氨基酸.应用基因组步行法,在鲢鱼克隆得到淡水鱼类微囊藻毒素去毒酶基因5′侧翼区878bp序列.与哺乳动物及海水鱼sGST基因不同,鲢鱼微囊藻毒素去毒酶基因的5′侧翼区,发现存在多个脂多糖反应元件(LPSRE),表明来源于毒藻的脂多糖可能对鲢鱼微囊藻毒素去毒酶基因表达有潜在调控作用.     

鲢鱼可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGST)基因cDNA全序列与5′调控区的克隆与分析

淡水鱼类可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGST)在微囊藻毒素去毒代谢过程中具有独特 的关键作用,因而也称为微囊藻毒素去毒酶. 从淡水食毒藻鱼类鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)肝脏通过简并引物克隆微囊藻毒素去毒酶基因cDNA核心序列,应用5′RACE和3′RACE技术分别扩增该序列的5′末端和3′末端序列,最后通过序列拼接获得鲢鱼肝脏微囊藻毒素去毒酶基因cDNA全序列. 序列分析结果表明,鲢鱼肝脏微囊藻毒素去毒酶基因cDNA全长920 bp,其中5′-UTR长74 bp,3′-UTR长174 bp,编码区长672 bp,编码223个氨基酸. 应用基因组步行法,在鲢鱼克隆得到淡水鱼类微囊藻毒素去毒酶基因5′侧翼区878 bp序列. 与哺乳动物及海水鱼sGST基因不同,鲢鱼微囊藻毒素去毒酶基因的5′侧翼区,发现存在多个脂多糖反应元件(LPSRE),表明来源于毒藻的脂多糖可能对鲢鱼微囊藻毒素去毒酶基因表达有潜在调控作用.     

一种检测微囊藻毒素LR诱导大鼠肾细胞凋亡的方法

微囊藻毒素(Microcystins)是一种具有生物活性的单环七肽毒素,主要由微囊藻产生。其中5个氨基酸为固定组成成分,另外2种氨基酸是可变的,由此衍生出众多的同类物,微囊藻毒素LR(Microcystin LR,MCLR)是其中具有代表性的一种。同位素示踪显示,静脉注射、腹腔注射和口服3种不同途径进入小鼠体内的125I-MCLR 70%以上分布在肝脏和肾脏,揭示这两个脏器是它的靶器官。本实验中采用正常大鼠的肾细胞来研究MCLR对细胞的影响,利用流式细胞仪PI/Annexin V双染色法检测MCLR能否引起细胞凋亡的改变,为进一步探讨MCLR对细胞的损伤及作用机制提供依据。       

微囊藻毒素的毒性效应与蛋白磷酸酶2A

蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase 2A,PP2A)是蛋白磷酸酶家族的主要成员,在蛋白质可逆磷酸化过程中与蛋白激酶一样起着举足轻重的作用。自然界存在很多天然毒素可特异性地作用于PP2A从而影响体内蛋白质的可逆磷酸化,其中微囊藻毒素由于急性肝毒性和强促癌活性日益引起关注。尽管确切的机制仍未探明,但从目前的研究来看,微囊藻毒素产生毒性的机制可能与其引起细胞氧化应激、DNA损伤、细胞骨架的破坏以及诱导细胞凋亡相关。而PP2A在氧化应激、DNA损伤修复及维持细胞骨架稳态中起着重要作用,并能调控凋亡相关激酶CaMKII和Bcl-2家族蛋白,这对更好地理解微囊藻毒素LR如何通过影响PP2A而产生毒作用提供了新思路。     

微囊藻毒素LR对大鼠淋巴细胞DNA的损伤效应

微囊藻毒素是一类具生物活性的单环七肽,是蓝藻的一些属产生的次生代谢产物,在发生水华的水体中这类毒素普遍存在。由于水华的普遍发生,微囊藻毒素的存在已是一个令人瞩目的问题。流行病学调查发现人群原发性肝癌、大肠癌发病率与饮水源中的微囊藻毒素有关。微囊藻毒素LR(MCLR)是微囊藻毒素中最常见的一种,由于它们的高急性毒性、强促癌活性以及与人类癌症发生的相关性使其受到全球的关注。DNA是生物体内的遗传物质,它的稳定对于生命体的正常繁殖与生长是至关重要的。       

微囊藻毒素LR诱导细胞毒性机制研究的细胞模型建立

以18种细胞系为材料,研究微囊藻毒素LR(20μg/mL和50μg/mL)所诱导的细胞毒性。形态观察表明,在经过30h以上的微囊藻毒素处理后,PC-3,J82,786-0,5637,VERO-E6等5种细胞出现了明显的细胞形态改变,毒素浓度越高,形态改变越厉害。微囊藻毒素LR的细胞毒性用LDH泄漏来表示。结果显示,5种毒素处理细胞的LDH泄漏呈剂量依赖性增加,其中5637和PC-3的LDH泄漏在同样的处理后较为厉害;同对照比较,SOD活力在20μg/mL MCLR处理下呈增加趋势,但在50μg/mL浓度下则下降;GSH含量在两种浓度处理下呈总体下降趋势。鉴于对微囊藻毒素敏感性差异分析,作者选择以5637细胞为基础,建立微囊藻毒素的毒理机制研究模型。       

微囊藻毒素-LR对小鼠肝细胞线粒体功能的影响

目的：探究微囊藻毒素-LR对小鼠肝细胞线粒体功能的影响。方法：采用BALB／c小鼠作为模型动物,随机分为3组：A组,空白对照组,正常饮用水;B组,添加5g门L微囊藻毒素．LR的饮用水;C组,添加30gm微囊藻毒素-LR的饮用水。分组喂养3个月,分离小鼠肝脏、提取线粒体,采用线粒体荧光探针JC-1测定线粒体膜电位（MMP）,qRT-PCR检测自噬相关基因Beclinl和Lc3α的转录水平,WesternBlot检测细胞色素c的释放,电镜观察线粒体的形态和内部结构。结果：微囊藻毒素-LR处理组的小鼠肝细胞线粒体膜电位明显下降,自噬相关基因Lc3α的转录水平上升,细胞色素C由线粒体释放到胞浆,电镜观察线粒体形态异常、内部结构被破坏。结论：微囊藻毒素-LR对小鼠肝细胞线粒体有较强的毒性作用,并引发线粒体自噬。     

鲤肝细胞抗氧化系统对微囊藻毒素毒性的反应

用10μg／L的微囊藻毒素LR(Microcystin—LR,MC—LR)处理鲤肝细胞培养物,检测鲤肝细胞抗氧化系统的6项指标。结果表明,MC—LR处理后活性氧(ROS)含量明显升高,还原型谷胱甘肽(GSH)含量迅速下降,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性明显升高,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—Px)活性在MC—LR处理15min后也有明显上升,但谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性在MC—LR处理后没有明显变化。另外,还从氧自由基理论解释了微囊藻毒素造成鲤肝细胞损伤的可能机理。     

微囊藻毒素对鱼肝的毒性效应

研究已发现离体条件下微囊藻毒素时鱼的蛋白磷酸酶有极强的抑制作用’‘,”。有些研究证明活体致毒后细胞内蛋白的磷酸化水平增加,而毒素对生物活体致毒时蛋白磷酸酶的情况尚未见报道。本研究用鱼作为实验材料,活体致责时微囊藻毒素对鱼的蛋白磷酸酶及几种其它分子生态毒理学指标的影响。回材料与方法1．l微囊藻毒素L民根据HSYddd的方法卜‘,由日本SllWS湖水华样品中提取。l．2活体实验,对体重约259的鲫鱼腹腔注射LR,剂量分别为IO,50,100和400pg／kg。在lh和3h时取样,分别测定蛋白磷酸酶（Proteiphosphatase,简称PP）活性和…     

基于物种敏感性分布的微囊藻毒素与氮污染水体生态风险评估

应用物种敏感性分布(SSD)方法,可正向和反向评估物种的生态风险及确定保护物种的污染物浓度阈值,为水体生态风险管理提供依据.本文通过采集淡水生物毒性数据,构建SSD方程,在95%物种保护基础上评估微囊藻毒素、氨氮和亚硝态氮对淡水生物的生态风险浓度阈值(HC₅)和复合生态风险,以及不同暴露浓度下的潜在影响比例(PAF).结果表明: 微囊藻毒素对淡水生物的HC₅值为19.22 μg·L^-1,其水生态风险高于氨氮(HC₅ 6583.94 μg·L^-1)和亚硝态氮(HC₅ 334.33 μg·L^-1).不同类别生物对微囊藻毒素和氨氮、亚硝态氮的敏感性随暴露浓度不同存在差异.当微囊藻毒素与亚硝态氮的浓度低于临界浓度125.04、2989.40 μg·L^-1时,甲壳类对微囊藻毒素敏感性高于鱼类,对亚硝态氮敏感性则低于鱼类,而高于临界值其物种敏感性呈相反效应,但氨氮所引起的物种敏感性差异不显著.在代表性水体中,复合生态风险高于单一污染风险,微囊藻毒素、氨氮、亚硝态氮对全部物种的复合潜在影响比例msPAF为2.6%～5.6%,且太湖和红枫湖已超过HC₅生态风险阈值.     

微囊藻毒素-LR的离体鳃灌流研究

随着水体富营养化进程的加剧, 有毒蓝藻的频繁暴发已成为一个世界性的难题。自1878年Francis1报道了世界上首例由于接触有毒蓝藻而引发的牲畜中毒事件以来, 已经有许多关于鱼类、爬行动物、鸟类和哺乳动物接触蓝藻而中毒甚至死亡的案例25。在为数众多的藻毒素中, 微囊藻毒素(Microcystins, MCs)因具有很强的肝毒性6, 7和促癌作用8, 而被认为是最具危害的种类之一。       

淡水鱼类微囊藻毒素去毒酶基因的克隆

微囊藻毒素去毒酶在鱼类微囊藻毒素去毒过程中起着关键作用,研究成功克隆鲢鱼、鳙鱼、草鱼、鲫鱼、鳜鱼、罗非鱼等淡水鱼类微囊藻毒素去毒酶基因cDNA核心片段而首次获得这些淡水鱼类微囊藻毒素去毒酶氨基酸序列。鲢鱼、鳙鱼、草鱼、鲫鱼、鳜鱼、罗非鱼微囊藻毒素去毒酶基因与人、小鼠、大鼠、牛、猪、羊的谷胱甘肽S-转移酶基因氨基酸同源性为60%左右,表明淡水鱼类微囊藻毒素去毒酶基因在进化上变异性较大,与其承担微囊藻毒素去毒代谢之特殊功能相适应。     

水华蓝藻对鱼类的营养毒理学效应

水体富营养化导致蓝藻水华的发生已成为全球关注的水环境问题,很多鱼类处于水生态系统食物链的最高级,蓝藻水华的主要次级代谢产物-微囊藻毒素可通过鱼类的摄食活动或生物富集作用在鱼体组织中累积,并通过食物链危及人类健康。近年来,微囊藻毒素对鱼类的毒性效应引起众多科学家的关注。在天然水体中不少鱼类可以主动摄食蓝藻,所以,水华蓝藻对鱼类来说既具有营养物作用、也具有潜在的毒性作用。鉴于目前机械收获的水华蓝藻生物量资源化利用问题以及水产饲料业亟需大力开发鱼粉替代蛋白源的需要,从营养学和毒理学这两个角度来研究水华蓝藻对鱼类的营养作用和毒性效应具有较高的理论和现实意义。主要概述了蓝藻粉、蓝藻细胞对鱼类的营养学和毒理学效应,以期拓展水华蓝藻对鱼类毒性效应的研究视野,同时也为水华蓝藻的资源化利用提供新的思路。     

微囊藻毒素与自然水体中细菌VIVIFORM状态的相关性

细菌VIVIFORM状态是直接关系到自然水体水质评价和环境保护的生态现象 ,其形成机理相当复杂 ,但环境胁迫是主要诱因。通过人为改变湖水中的微囊藻毒素 (MC LR)水平 ,对水体中蓝藻毒素与细菌VIVIFORM状态之间的相关性进行了分析。结果表明 ,较高的毒素水平对水体中细菌种群总量没有明显的影响 ,但能刺激VIVIFORM细菌转化成可培养状态 ,从而证实了自然水体中蓝藻毒素与水细菌VIVIFORM状态之间存在直接的相关性。