微囊藻毒素对斑马鱼重要细胞因子表达的影响

微囊藻毒素是一种肝毒素,它攻击的靶位是肝细胞,能导致鱼的肝脏发生病理变化。该研究以斑马鱼为研究对象,采用RT-PCR方法研究了微囊藻毒素对斑马鱼白细胞介素1β(Interleukin 1β,IL-1β),白细胞介素8(Interleukin 8,IL-8),白细胞介素10(Interleukin 10,IL-10),干扰素(Interferon,IFN),肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor,TNF),CXC,CXCa等几个重要细胞因子表达的影响。实验表明,25d时,仅毒素组的斑马鱼肝中有IFN和TNF表达。35d时,毒素组斑马鱼鳃中表达了IL-10,肝中表达了CXCa;毒素组和对照组的斑马鱼肝中都表达了IL-1β,TNF,IL-10,CXC,IFN,且其IL-1β,TNF,IL-10的条带亮于对照组。45d时,IFN仅在毒素组鱼鳃和肝中检测到表达;CXC仅在毒素组的鳃中检测到表达;IL-10在对照组的鳃、肠、肾和肌肉中有表达,在毒素组的肝、卵、肾、肌肉中有表达;IL-1β在对照组和毒素组的肝、卵、肾和肌肉中均有表达,且其条带亮于对照组。结果表明:毒素组斑马鱼的肝和鳃组织发生了炎症反应。这为进一步研究微囊藻毒素对鱼类免疫系统的毒害作用奠定了基础。     

鱼体中谷胱甘肽对微囊藻毒素的解毒作用的初步研究

鱼体中谷胱甘肽对微囊藻毒素的解毒作用的初步研究张甬元,徐立红,周炳升,徐盈（中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,武汉４３００７２）原田健一（日本名城大学药学部,名古屋４６８）ＰＲＥＩＬＩＭＩＮＡＲＹＳＴＵＤＩＥＳＯＮＴＨＥＲＯ...     

微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展

水体富营养化加剧,导致了蓝藻水华在世界范围内频发。蓝藻产生的微囊藻毒素是最常见的一种藻毒素,对人类和动物造成了很大的危害甚至导致死亡。微囊藻毒素经非核糖体合成途径由多肽合成酶合成。对微囊藻毒素的结构与性质、微囊藻毒素合成基因的功能及其生物合成、微囊藻毒素的分子生物学检测技术进行了评述,对未来的研究方向进行了展望。     

微囊藻毒素研究进展

随着大量含氮和磷的废水流入湖泊和江河,导致淡水蓝藻水华污染现象日趋严重。蓝藻水华污染的最主要危害是释放以微囊藻毒素（Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｎ,ＭＣ）为主的多种藻毒素,因此如何有效控制蓝藻水华污染和去除ＭＣ是摆在中外环境科学领域的一个难题。主要针对ＭＣ的产生、物化性质、毒性、分析方法和迁移转化方面的国内外最新研究进展进行了综述,并对重要的研究领域进行了展望。     

一种快速提取分析微囊藻毒素的方法

以五种群体和单细胞微囊藻及自然微囊藻水华为材料,在沸水浴中经不同时间处理,过滤后直接进行HPLC—UV检测,发现12min的沸水浴处理就足以达到抽提目的。研究中发现,去离子水比蒸馏水是更有效的抽提溶剂。传统的甲醇抽提结果与沸水浴处理的相对误差主要在0．2％—16．59％之间。结果还显示,群体微囊藻需要比单细胞微囊藻抽提更长时间。本研究提供了一种经过改进的高效、廉价和快速的微囊藻毒素抽提分析方法。     

微囊藻毒素生态学研究

通过对微囊藻毒素的生态学进行综述,认为藻毒素的产生和含量的变化受水环境生物多样性、环境因子和微囊藻自身生物量等的影响。保障蓝藻在种群竞争、生态演替中获得竞争优势的各因素中,藻毒素发挥了重要调节作用。研究蓝藻的产毒机制,对于理解水体富营养化机制,实施蓝藻水华的生物控制,最终对富营养化水体进行生态修复具有重要的理论意义和现实作用;     

微囊藻毒素环境行为的初步研究

微囊藻毒素（MiCrocystins,简写MCYST）是蓝藻的微囊藻属（Microcystis）、鱼腥藻属（Anababaena）、颤藻属（Oscillatoria）及念珠藻属（Nostoc）的某些种或品系中产生的次生代谢物,系环状多肽,一般结构为：环（D-丙氨酸-L－X一赤一p一中基一D一异天冬氨酸一L－Y－＊」da－     

微囊藻毒素的危害及其防治

本文对微囊藻毒素的化学结构及其危害机理进行了分析,并提出了对微囊藻的综合防治对策.     

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。     

斑马鱼窖蛋白-1基因cDNA克隆及功能初步研究

窖蛋白-1(Cav-1)是胞膜窖的主要结构蛋白, 可与多种信号分子相互作用, 调节细胞的增殖、分化和凋亡, 其异常表达与多种人体疾病的发生和发展密切相关, 而在斑马鱼发育中的功能尚不很清楚。研究克隆出斑马鱼窖蛋白-1基因两个亚型的全长cDNA, 与其他物种窖蛋白-1的氨基酸序列进行比较, 发现该蛋白在脊椎动物中非常保守。利用逆转录多聚酶链反应检测发现, 在斑马鱼多个成年组织中窖蛋白-1的两个亚型均有转录表达。利用胚胎整体原位杂交检测组织或器官特异基因的时空表达变化发现, 过表达或利用Morpholino反义寡聚核苷酸(MO)抑制cav-1α的表达可影响脊索和体节的发育, 而过表达或MO抑制cav-1β可导致肝脏发育的异常;此外, 过表达或MO抑制cav-1α或-1β均可影响斑马鱼神经系统的发育。因此, 斑马鱼Cav-1在维持组织器官的生理功能和调控胚胎的正常发育中起着重要作用。       

脯氨酸在小麦愈伤组织培养中的作用初探

本文初步研究了脯氨酸在小麦愈伤组织培养中的作用。结果初步表明,小麦愈伤组织能主动吸收培养基中的脯氨酸,并在组织内累积、转化;并且,脯氨酸能刺激小麦愈伤组织苯丙氨酸氨解酶活性,促进苯丙烷类代谢,在愈伤组织中形成导管系统,有利于长期继代培养。     

斑马鱼 HO1 基因的表达特征及功能研究简

实验对血红素加氧酶1(HO1)在斑马鱼发育中的功能进行了研究。多重序列比对结果显示,斑马鱼HO1与哺乳类、鸟类及其他鱼类的HO1氨基酸序列的总体相似性为44.1%—86.8%,血红素结合标签相似性为87.5%—95.8%。对斑马鱼早期胚胎和成鱼各组织进行RT-PCR检测,结果显示HO1转录本母源存在,HO1mRNA的表达水平在尾芽期前较低,到咽囊期迅速上升并稳定在较高水平。HO1基因在斑马鱼成鱼多个组织中均有表达,在肝脏、脾、鳃、肾中的表达量较高。WISH结果显示,HO1基因在斑马鱼胚胎的卵黄合胞层、眼和血液中的表达量较高。利用超表达和基因敲降技术发现,注射HO1 mRNA使HO1基因过表达对斑马鱼早期胚胎发育无明显影响。注射HO1 MO使HO1基因表达抑制可导致斑马鱼胚胎出现发育迟缓、围心腔水肿、尾部消失等不同程度的畸形。HO1 MO导致的斑马鱼胚胎发育异常可被HO1 mRNA回复。利用Real-Time PCR研究发现,HO1基因表达抑制可导致IGF1表达量显著下降,IGFBP1表达量显著升高。这些结果表明斑马鱼HO1基因可通过调节IGF信号途径调控胚胎的正常发育。     

微囊藻毒素缓解过氧化氢胁迫下铜绿微囊藻损伤的初步研究

过氧化氢可抑制藻类生长, 同时会导致微囊藻毒素(Microcystins, MCs)的释放, 实验设置4个处理组探讨了外源微囊藻毒素MC-LR对H2O2胁迫下铜绿微囊藻生理生化变化的影响。结果表明: 在H2O2胁迫下, 微囊藻的生长和光合活性受到显著抑制, 藻细胞存活率降低, ROS含量明显增加, SOD活性上升。与单独H2O2胁迫相比, 加入MC-LR能增加微囊藻细胞的存活率。250 mol/L H2O2处理24h和48h后, 在培养基中加入200 ng/mL MC-LR可以缓解H2O2对铜绿微囊藻光合系统PSII活性的抑制作用。当微囊藻暴露于250 mol/L H2O2环境中时, 添加了MC-LR处理组藻细胞中的ROS含量明显减少(P0.05)。在相同浓度H2O2且加入了外源MC-LR后藻细胞SOD活性下降(P0.05)。因此, 微囊藻毒素MC-LR可缓解250 mol/L H2O2引起的氧化损伤并增强微囊藻自身的生存能力。研究结果有利于阐明H2O2胁迫影响产毒蓝藻生长代谢的途径及MCs生物学意义。       

血红素加氧酶1在斑马鱼低氧应激中的保护作用研究

实验探讨了低氧条件下血红素加氧酶1（Ho1）对斑马鱼的保护作用。Real-time PCR结果显示,低氧条件下斑马鱼ho1 mRNA水平在斑马鱼胚胎和离体培养细胞ZF4中显著增加,而在成鱼的不同组织中呈现不同的反应。低氧处理24h后,斑马鱼脑、鳃和肝脏中ho1 mRNA表达量明显上升,而在心脏和肾脏中ho1 mRNA表达量显著降低。用锌原卟啉IX（ZnPPIX）抑制ZF4细胞ho1的表达,采用CCK8试剂盒检测细胞存活率,结果显示抑制ho1表达可导致低氧条件下ZF4细胞存活率明显降低。利用Hoechst染色和caspase 3活性检测发现,在低氧条件下抑制ho1表达后ZF4细胞的凋亡率较对照组显著增加,而Ho1的诱导剂可显著降低低氧条件下抑制组的细胞凋亡率。这些结果表明斑马鱼Ho1可能通过抗细胞凋亡发挥低氧保护作用。     

γ谷氨酰环化转移酶对斑马鱼早期发育的影响

γ谷氨酰环化转移酶(γ-Glutamyl cyclotransferase,GGCT)是谷胱甘肽循环过程中催化L-γ-GlutamylL-amino acid分解为L-amino acid和5-oxoprodline的关键酶,在防止细胞氧化性损伤中发挥重要作用。研究以斑马鱼为模型,利用吗啡啉(Morpholino,MO)敲降GGCT,发现早期胚胎发育出现脑部发育缓慢、尾短弯曲和环心室水肿等异常表型,原位杂交检测发现脑发育相关标记基因shha、wnt8b与fgf8的表达发生改变。体外转录ggct-m RNA与GGCT-MO共注射,畸形率降低,部分脑部标记基因表达回复正常。此外,使用化学阻断剂阻断GGCT上游的γ谷氨酰转肽酶(γ-Glutamyl transpeptidase,GGT)和下游的5羟脯氨酸酶,斑马鱼胚胎产生发育停滞和水肿表型。敲降GGCT和阻断GGT都降低了胚胎的谷胱甘肽(Glutathione,GSH)的含量,研究表明γ谷氨酰环化转移酶可能通过谷胱甘肽循环在斑马鱼早期胚胎发育过程发挥重要作用。     

斑马鱼胚胎发育过程中TGF-1基因的表达特征分析

为研究转化生长因子 (Transforming growth factor , TGF)1对斑马鱼胚胎发育的调控作用, 通过NCBI获得TGF-1基因序列, TGF-1 cDNA全长1571 bp, 编码377个氨基酸。系统进化树分析发现, TGF-蛋白按照不同的类型严格聚类, 斑马鱼TGF-1与其他鱼类的TGF-1聚集到一个分支, 在进化中非常保守。对斑马鱼胚胎进行RT-PCR和Real-Time PCR检测显示, TGF-1基因为母源表达基因, 在分节期之前的表达水平比较低, 而从咽囊期开始持续高水平的表达。胚胎整体原位杂交发现, TGF-1基因在斑马鱼24 hpf 胚胎中开始有特异信号出现, TGF-1基因的表达主要分布在腮弓、侧线原基、耳囊、嗅觉基板、心脏和前肾等处, 表明TGF-1基因可能参与斑马鱼胚胎免疫调节、循环系统发育和侧线形成。用低氧处理斑马鱼胚胎, 发现低氧处理24h后斑马鱼胚胎发育延迟。利用Real-Time PCR和胚胎整体原位杂交检测发现, 低氧处理后发育延迟的斑马鱼胚胎中TGF-1 mRNA表达量较常氧组显著降低。以上结果表明, TGF-1基因参与斑马鱼胚胎发育调控, 并且可能与低氧处理后斑马鱼胚胎发育延迟有关。研究结果将为深入研究斑马鱼TGF-1基因的功能奠定基础。       

斑马鱼nrf基因时空表达分析及其在调控胰外分泌酶原基因表达中的作用研究

通过GenBank搜索发现,斑马鱼中有6个nrf同源基因,即nfe2、nrf1a、nrf1b、nrf2a、nrf2b和nrf3。为了研究6个nrf在物种之间的关系,实验对6个Nrf蛋白进行系统发育树分析,结果显示6个Nrf蛋白的分子进化趋势与物种进化趋势一致,尽管在硬骨鱼类中由于基因组倍增的原因,nrf1和nrf2基因各产生了两个拷贝,但Nrf蛋白仍然是比较保守的。此外,实验选取斑马鱼胚胎发育十个不同时期（1 cell、2 cell、3.5 hpf、6 hpf、12 hpf、24 hpf、36 hpf、48 hpf、72 hpf、96 hpf）,对其表达模式进行了详细的研究,结果显示:6个nrf在一细胞期都有转录信号,且胚胎发育早期（48 hpf之前）全身广泛表达。72 hpf后,nrf1b、nrf2a、nrf2b、nrf3和nfe2基因的表达部位主要集中在头部、部分躯干、肠处,nrf2b还在脊髓处有微弱的表达。总体来说,6个nrf基因的表达部位基本重叠。研究还利用双荧光素酶检测系统检测了6个Nrf蛋白对胰外分泌酶原基因（tryl）转录的调控,结果显示nrf1a、nrf2a、nrf2b与nfe2的过表达能使tryl的表达上调,而nrf1b与nrf3的过表达能抑制tryl的表达。研究结果将为深入研究斑马鱼6个nrf基因的功能叠加、互补及其功能歧化奠定基础。     

斑马鱼原肠胚期的深层细胞与卵黄合胞体层

用Ｂｒｄｕ－Ａｎｔｉ－Ｂｒｄｕ细胞免疫化学法来标记斑马鱼原肠期处于Ｓ－期分裂球的细胞核，在荧光显微镜下通过对整体鱼卵的观察，清楚地显示出了硬骨鱼所特有的深层细胞及卵黄合胞体层的存在。与大而圆、相对分散且在迁移中不断分裂的深部细胞相比，外围扁平紧凑的上皮细胞在原肠期开始后的分裂方面的活动则较少，而主要是细胞的伸长增大运动。另外，本实验还证明了卵黄细胞核出现于囊胚晚期，并与非卵黄颗粒的，不参加卵裂的细胞质共同形成多核的卵黄合胞体层，此种状态一直维持到原肠作用的结束。