重金属镉对鲫鱼体内P-糖蛋白动力学及表达影响的研究

发布时间：2020-08-26 13:57

【摘要】：随着我国城市化和工业化的发展,水生系统的重金属污染已经成为全球关注的一个热点问题,其中,重金属镉(Cd)被认为是毒性最强的一种重金属,是主要的水体重金属污染物之一。鲫鱼是我国淡水养殖的一个优良品种,是人类的食物来源之一,并具有极强的Cd富集能力,因此鲫鱼的重金属污染已成为影响鱼类食品安全性的一个重要因素。如何降低鱼类的重金属含量从而提高食品的安全性已经成为食品领域一个迫切需要解决的问题。对于消除鲫鱼体内Cd等有害重金属残留的危害,保证食品的安全,非常有效果的方式是从源头上降低Cd等有害重金属的含量。因此可以通过改善机体的自卫机制,抑制Cd在鲫鱼体内的积累,减少鲫鱼体内Cd的污染。水生生物拥有一种多型异源物质抗性机制(Multi-xenobiotic resistance,MXR),类似于肿瘤细胞多药耐药抗性机制(Multi-drug resistance,MDR),该系统能够将多种内源和外源有害物质泵出细胞以保护细胞免受伤害。其中在重金属抗性中起重要作用的是一跨膜转运蛋白,称为P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp),它可以直接将外来物质,包括Cd,从体内泵出。目前对于P-gp在水生生物中的作用已有许多研究,但是对于其在鲫鱼体内耐受Cd中的作用罕有报道。因此,本论文的目的是研究P-gp是否在鲫鱼耐受Cd的过程中发挥的作用。本论文的主要研究及结果如下:1重金属Cd在鲫鱼体内的富集规律鲫鱼暴露于Cd过程中,Cd能在肝脏和鳃中快速富集,对Cd有很强的蓄积性,且对Cd的富集能力为鳃肝脏。不同染Cd浓度和不同染Cd时间均对肝脏和鳃中Cd的富集量有显著的影响(p0.05)。同一时间,随着染Cd浓度的增加,Cd在肝脏和鳃中的富集量显著升高(p0.05)。同一浓度,低剂量组,随着时间的延长,肝脏和鳃中对Cd的累积量呈现一个先上升后下降的趋势;中剂量组和高剂量组中,肝脏和鳃中Cd的含量随时间的延长而升高。2 Cd累积与P-gp活性的关系通过外排法,测定Rho B的排出速率来考察不同作用下P-gp活性变化。结果显示,P-gp在鲫鱼的Cd累积中起着重要的作用,Cd的累积可以增强肝脏和鳃中P-gp活性,提高对Cd的转运能力,参与到鲫鱼对Cd的耐受或抗性,对机体起到保护作用。不同染Cd浓度和染Cd时间均对鲫鱼肝脏和鳃中P-gp活性有显著影响(p0.05)。同一时间,随着染Cd浓度增加,肝脏和鳃中P-gp转运活性显著升高(p0.05)。同一浓度,随着时间的延长,肝脏和鳃中P-gp活性呈先上升后下降的趋势。3添加P-gp抑制剂维拉帕米(Verapamil,Ver)Ver对P-gp活性影响在添加了66.7μmol/L的P-gp抑制剂Ver来作对照后,抑制了P-gp对Rho B的外排速率,抑制了P-gp的活性。表明Ver能够有效抑制鲫鱼肝脏和鳃中P-gp的活性,进一步反映出P-gp在鲫鱼耐受Cd中所发挥的作用。4重金属Cd对鲫鱼体内P-gp在mRNA水平表达的影响通过荧光定量PCR的测定结果发现,在Cd暴露的过程中对P-gp的mRNA表达产生了一定影响。Cd的累积可以上调鲫鱼肝脏和鳃中P-gp的mRNA表达,P-gp的mRNA表达量随着体内积累的Cd浓度升高而升高,低剂量组肝脏组织内P-gp的mRNA表达在24 h与对照组无显著性(p0.05),而鳃组织未呈现出相似的规律。同一时间,随着染Cd浓度增加,肝脏和鳃中P-gp的mRNA表达升高。同一浓度,随着时间的延长,肝脏和鳃中P-gp的mRNA表达呈先上升后下降的趋势。P-gp的mRNA表达变化与活性变化呈现相似的时间-效应和剂量-效应模式。5重金属Cd对鲫鱼体内P-gp在蛋白水平表达的影响通过免疫组织化学的测定结果发现,在Cd暴露的过程中对P-gp的蛋白表达产生了一定的影响。Cd的累积可以诱导鲫鱼肝脏和鳃中P-gp的蛋白表达。肝脏组织在同一时间内,P-gp的蛋白表达量随着体内积累的Cd浓度增加而增加,同一浓度,暴露于同一剂量浓度Cd,随着染毒时间的延长,P-gp的蛋白表达呈先升高后下降的规律,分别在72 h达到最大,之后,呈下降趋势。对于鳃组织没有发现相似的规律,但从整体上看,Cd上调了鳃组织内P-gp在蛋白水平上的表达。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS254.1
【图文】：

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16图 2-2 鲫鱼肝脏中 Cd 富集量Fig. 2-2 Accumulation of Cd in the liver of the crucian carp中同一行相同字母表示同一时间点不同浓度间差异不显著（p>0.05），不同字母表示差异显著（te:The same letter of the same line in the figure shows no significant difference between the diffncentrations at the same time.（p>0.05）. Different letters shows significant difference（p<0.0实验期间，在第 24、48、72 和 96 h 每组取 3 尾鲫鱼进行肝脏中 Cd计算肝脏在不同浓度下对 Cd 的富集规律，其趋势图见图 2-2。本实验，不同染 Cd 浓度和不同染 Cd 时间均对肝脏中 Cd 的富集有显著<0.05）。在同一时间内，随着染 Cd 浓度的增加，肝脏中 Cd 的富集一多（p<0.05）。在 24 h 时，低、中、高剂量浓度的 Cd 在肝脏中的富集

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图 2-4 鲫鱼鳃中 Cd 富集量Fig. 2-4 Accumulation of Cd in the gill of the crucian carp同一行相同字母表示同一时间点不同浓度间差异不显著（p>0.05），不同字母表示差异显著（phe same letter of the same line in the figure shows no significant difference between the differntrations at the same time.（p>0.05）. Different letters shows significant difference（p<0.05）鱼鳃对 Cd 的富集规律，其趋势图见图 2-4。结果表明，不同染 Cd 浓 Cd 时间均对 Cd 在鲫鱼鳃中的富集有显著的影响（p<0.05）。在同随着染 Cd 浓度的增加，鳃中 Cd 的富集量一直呈上升趋势，且与对异均显著（p<0.05）。在 24 h 时，低、中、高剂量浓度的 Cd 在鳃中别增长了 90 %、92 %和 95 %，且与对照组比差异均显著（p<0.05）能在鳃内快速富集。低剂量组，在 48 h，鲫鱼鳃中对 Cd 的富集量达达到了 2.2064 mg/kg，之后呈现下降趋势，说明在暴露于低剂量浓度鱼自身的防护功能具有十分重要的作用，从而防止外来有害物质对机中剂量组和高剂量组，96 h 内，随着作用时间的延长，Cd 的含量一

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重金属镉对鲫鱼体内 P-糖蛋白动力学及表达影响的研究图 2-5 Rho B 标准曲线Fig. 2-5 Standard curve of Rho B 重金属 Cd 对鲫鱼肝脏组织 P-gp 活性的影响y = 121.09x + 4734.9R2= 0.994050001000015000200002500030000350000 50 100 150 200 250荧光值Rho B浓度（pmol/L）

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