微囊藻毒素-LR生殖内分泌干扰作用的体内和体外实验研究

发布时间：2017-06-06 10:27

  本文关键词：微囊藻毒素-LR生殖内分泌干扰作用的体内和体外实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微囊藻毒素(MCs)是一类在蓝藻水华污染中出现频率最高、产量最大、造成危害最严重的蓝藻毒素。近来研究发现,MCs具有生殖毒性,能导致性腺病理损伤,体内性激素水平紊乱,是潜在的环境内分泌干扰物。本研究以MC-LR为染毒物,以生殖内分泌系统中性激素的合成与调节为中心,结合体内和体外的实验,分别从组织结构、激素水平、基因表达各层面的变化探讨了MCs对生殖内分泌系统的干扰作用及可能的影响机制。在体内实验中,采用斑马鱼为实验材料,模拟野外自然环境下慢性暴露过程,仔鱼从出膜5 d开始分组暴露于浓度为0,0.3,3和30μg/L的MC-LR中,直至90 d性成熟。选取雄性斑马鱼,分别从生长发育参数、性腺结构病理变化和性激素分泌水平,以及下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)上类固醇调节相关基因变化几方面进行分析。结果显示:从仔鱼-性成熟的生命周期的MC-LR慢性暴露会导致生长抑制、精巢组织损伤和精子发育迟缓。实验中,30μg/L暴露组中性激素T/E2比例的显著下降,表明MC-LR的慢性暴露导致了性激素分泌调节失衡,并且通过调节HPG轴上性激素合成和作用关键基因(gnrh2,gnrh3,fshβ,lhβ,ar和cyp19a1b)的表达,促进血液循环中睾酮(T)向雌二醇(E2)的转化。此外,各暴露组雄鱼肝脏vtg1基因均显著上调,提示MC-LR的长期慢性暴露可能产生雌激素样效应风险。本实验结果表明,对斑马鱼整个生长发育周期的慢性MC-LR暴露会对精巢造成结构和功能损伤,并干扰生殖系统正常内分泌调节,其潜在的内分泌干扰作用可能对MCs污染水域鱼类的生长、繁育乃至种群动态结构产生威胁。体外实验首次采用人肾上腺皮脂瘤细胞(H295R)为实验材料,按照筛选类固醇干扰物的常用方法,使用不同浓度梯度MC-LR(0,1,100,500,1000,5000 n M)分别进行暴露,48 h后收集细胞和培养基,测定培养基中性激素T和E2的含量及细胞中类固醇分泌通路上相关基因的表达。结果显示:各暴露组性激素合成相关基因(St AR,HMGR,CYP11A,CYP17,17β-HSD1,17β-HSD4,CYP19)均显著上调,表明MC-LR在体外造成内分泌干扰作用。低浓度组中(1和10 n M MC-LR),性激素T和E2合成水平显著上升,芳香化酶基因(CYP19)也出现显著上调,表明低浓度MCLR通过上调CYP19促进雌激素的生成,具雌激素效应风险。本实验表明这种MC-LR对类固醇合成通路的调节和潜在雌激素效应可能是其对生殖内分泌干扰的影响机制之一。
【关键词】：微囊藻毒素 生殖毒性 内分泌干扰 下丘脑-垂体-性腺轴 性激素 H295R细胞
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 缩略词表（Abbreviation）10-12
• 第一章 文献综述12-23
• 1 微囊藻毒素概述12-14
• 1.1 微囊藻毒素结构和理化性质12-13
• 1.2 微囊藻毒素污染与人类健康13-14
• 2 微囊藻毒素的生殖毒性14-18
• 2.1 微囊藻毒素生殖毒性研究进展14-16
• 2.2 微囊藻毒素生殖毒性的作用机制16-18
• 3. 生殖内分泌系统18-21
• 3.1 性激素生成主要途径18-19
• 3.2 HPG轴对性激素合成的调控19-20
• 3.3 卵黄蛋白原20-21
• 3.4 微囊藻毒素潜在的生殖内分泌干扰作用21
• 4 本研究目的与意义21-23
• 第二章 微囊藻毒素慢性暴露对雄性斑马鱼生殖轴干扰作用23-38
• 1 前言23-24
• 2 材料与方法24-27
• 2.1 试剂24
• 2.2 斑马鱼养殖暴露24
• 2.3 样品采集24-25
• 2.4 光镜样品制备及观察25
• 2.5 性激素T和E2含量的测定25
• 2.6 基因表达的测定25-27
• 2.7 统计学分析27
• 3 结果与分析27-33
• 3.1 MC-LR对斑马鱼生长和精巢指数的影响27-28
• 3.2 MC-LR对斑马鱼精巢病理学的影响28-29
• 3.3 MC-LR对斑马鱼精巢中T和E2含量的影响29-30
• 3.4 MC-LR对斑马鱼HPG轴基因表达的影响30-32
• 3.5 MC-LR对斑马鱼肝脏vtg1基因mRNA表达的影响32-33
• 4. 讨论33-37
• 4.1 MC-LR对斑马鱼生长发育影响33-34
• 4.2 MC-LR对雄性斑马鱼精巢的病理影响34
• 4.3 MC-LR对性激素睾酮和雌二醇含量的影响34-35
• 4.4 MC-LR对HPG轴生殖内分泌相关基因表达影响35-36
• 4.5 MC-LR对肝脏卵黄蛋白原基因表达影响36-37
• 5. 结论37-38
• 第三章 体外实验中微囊藻毒素对类固醇激素合成通路的影响38-49
• 1 前言38-39
• 2 材料与方法39-43
• 2.1 实验材料39-40
• 2.2 细胞传代培养40
• 2.3 细胞活力测定40
• 2.4 细胞化学暴露40-41
• 2.5 样品收集41
• 2.6 激素测定41
• 2.7 类固醇合成关键酶基因的表达41-43
• 2.8 统计学分析43
• 3 结果与分析43-47
• 3.1 不同MC-LR浓度暴露下细胞活力43
• 3.2 不同MC-LR浓度暴露下性激素水平变化43-44
• 3.3 类固醇合成通路相关基因相对表达量变化44-47
• 4. 讨论47-48
• 5. 结论48-49
• 参考文献49-68
• 附录68-69
• 致谢69

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