海洋无脊椎动物金属硫蛋白研究进展

金属硫蛋白(metallothionein,MT)在海洋无脊椎动物中广泛存在,对多种重金属具高亲和性,在生物体内重金属解毒、必需金属离子调控和体内自由基清除等方面具有重要作用。综述了近几十年来海洋无脊椎动物金属硫蛋白的研究进展,着重介绍了软体动物(Mollusca)、节肢动物(Arthropoda)以及棘皮动物(Echinodermata)金属硫蛋白的研究现状,分析了无脊椎动物金属硫蛋白的特点,对海洋无脊椎动物金属硫蛋白的研究进行了总结。近年来,海洋无脊椎动物金属硫蛋白的研究热点主要集中在金属硫蛋白不同组织定位及蛋白序列多态性对其功能的影响、异构体在动物体内发挥的不同作用等。我国近海的重金属污染日益严峻,金属硫蛋白在重金属生物毒理效应等方面发挥重要作用,海洋无脊椎动物金属硫蛋白在生态毒理领域的研究日趋受到重视,对海洋无脊椎动物金属硫蛋白的研究亟待加强。     

海湾扇贝(Argopecten irradians)金属硫蛋白基因的克隆与分析

金属硫蛋白是一种普遍存在于生物体内的低分子量、半胱氨酸含量丰富、易于被外界刺激诱导的金属结合蛋白。采用表达序列标签法,结合cDNA末端快速扩增技术,首次获得了海湾扇贝金属硫蛋白(AiMT)的全长cDNA序列。该序列全长787bp,5′UTR(UntranslatedRegion)为79bp,3′UTR为270bp,开放阅读框(OpenReadingFrame,ORF)长度为438bp,可编码145个氨基酸。在其编码的氨基酸序列中半胱氨酸含量丰富,甘氨酸含量也较高,芳香族氨基酸含量低,不含组氨酸,存在有无脊椎动物和软体动物金属硫蛋白的特征序列CKCXXX-CXCX,C-末端的氨基酸序列也符合软体动物金属硫蛋白标签序列C-x-C-x(3)-C-T-G-x(3)-C-x-C-x(3)-C-x-C-K。序列特征分析表明,该序列具备金属硫蛋白的典型特征,是金属硫蛋白家族的成员。     

镉诱导孔石莼合成金属硫蛋白(metallothionein)的初步研究

金属硫蛋白是生物体中可由重金属诱导而产生的一种小分子蛋白质,与生物的重金属中毒现象密切相关,并可能参与锌和铜在生物体中的正常代谢过程。以往在海生哺乳类、鱼类、甲壳类和贝类等动物中曾发现此种蛋白质,其主要特征均与Margashe and Vallee首次在马肾皮质部发现的金属硫蛋白(metallo-thionein。以后简称MT。)相似。但在海洋以及淡水藻类中的情形如何,迄今仍无报道。     

镉诱导孔石莼合成金属硫蛋白（metallothionein）的初步研究

金属硫蛋白是生物体中可由重金属诱导而产生的一种小分子蛋白质，与生物的重金属中毒现象密切相关，并可能参与锌和铜在生物体中的正常代谢过程。以往在海生哺乳类、鱼类、甲壳类和贝类等动物中曾发现此种蛋白质，其主要特征均与Margashe and Vallee首次在马肾皮质部发现的金属硫蛋白(metallo thionein。以后简称MT．)相似。但在海洋以及淡水藻类中的情形如何，迄今仍无报道。     

中国明对虾血蓝蛋白的组织器官分布特点

本文对实验室前期研制的抗中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)血蓝蛋白单克隆抗体进行特性分析,并以该单抗为第一抗体,采用石蜡切片、免疫组化方法,研究了血蓝蛋白在中国明对虾鳃、心、胃、中肠、淋巴器官、卵巢和肝胰脏等组织器官中的分布特点.结果表明:血蓝蛋白在鳃丝小叶边缘的微血腔、心肌束间隙、淋巴器官的淋巴腔中以及肝小管中阳性信号较强;在卵巢卵母细胞之间的血窦、胃内壁环肌层结缔组织的血窦和中肠结缔组织血窦中有阳性信号.结论认为,中国明对虾血蓝蛋白阳性信号大多来自血淋巴而非实质组织,且在血淋巴含量多、血流量大的部位含量丰富,在某些血淋巴无法到达的部位(肝小管内壁)也有血蓝蛋白分布,血蓝蛋白含量的这种组织特异性与各组织器官的功能有着密切的联系.     

重金属离子对凡纳滨对虾组织转氨酶活力的影响

开展对虾养殖环境毒理学的研究 ,探讨 3种重金属离子 (Cu2 + ,Zn2 + ,Cd2 + )在 96h内对凡纳滨对虾 (Litopenaeusvannamei) 3种组织 (肝胰脏、鳃丝、血液 )谷丙转氨酶 (GPT)、谷草转氨酶 (GOT)活力的影响。结果表明 :3种重金属离子各处理组凡纳滨对虾组织 2种转氨酶活力随取样时间变化显著 (P <0 .0 5 ) ,其中肝胰脏、鳃丝的GPT ,GOT活力呈明显下降趋势 ,血液的GPT ,GOT活力呈明显上升趋势 ,而对照组在实验时间内无显著变化 (P >0 .0 5 )。 3种重金属离子对凡纳滨对虾组织 2种转氨酶活力的影响程度与其浓度呈正相关 ,且变化趋势基本一致 ,其中Cu2 + 对肝胰脏、鳃丝 2种转氨酶活力的抑制率为GPT >GOT ;Zn2 + 对肝胰脏的抑制率为GPT GOT ,高浓度 (5～ 10mg/L)为GPT GOT ;而 3种重金属离子对血液中 2种转氨酶活力的激活率均为GPT 相似文献   

铜在中国对虾体内的积累和致毒效应

本文研究了Cu在中国对虾(Panaeus orientalis)体内的累积规律和致毒效应,探讨了积累机理。实验表明,对虾的胃、肠、鳃和肝胰脏都能从海水中较快地积累Cu。肝胰脏的积累速度最快,是Cu在对虾体内贮存的主要场所。进一步分析表明,累积在肝胰脏中的Cu有部分与类金属硫蛋白相结合,但大部分是与细胞液中的小分子物质结合在一起。从肝胰脏中分离出了一种小分子Cu络合物,随着Cu的积累,这种小分子络合物含量增加,同时肝胰脏中细胞色素氧化酶的活性也发生变化,而且这种变化与对虾的中毒反应有相关性。     

青蛤(Cyclina sinensis)金属硫蛋白及硫氧还蛋白基因的克隆与表达分析

利用构建的cDNA文库及高通量测序方法,获得金属硫蛋白及硫氧还蛋白基因全长。结果表明,青蛤金属硫蛋白和硫氧还蛋白的cDNA全长分别为776bp和804bp,金属硫蛋白基因编码74个氨基酸,包含7个CXC特征结构;硫氧还蛋白基因编码165氨基酸,包含5个氨基酸构成的活性中心。采用实时定量PCR方法分析了两种基因在Cd2+胁迫下的表达变化,结果显示,金属硫蛋白基因在Cd2+胁迫下6—12hmRNA表达量急剧上升,与对照组有显著性差异(P<0.01)。硫氧还蛋白基因在Cd2+胁迫下mRNA在6h明显升高,在6—24h与对照组出现显著性差异(P<0.05)。说明Cd2+能够诱导青蛤金属硫蛋白和硫氧还蛋白基因表达的时序性升高,二者的转录过程反映了贝类抵御重金属胁迫的分子调控过程。     

低盐胁迫下凡纳滨对虾鳃丝抑制性消减杂交cDNA文库构建及差异ESTs分析

本研究以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)为对象,分别以低盐度胁迫下(4 ppt)凡纳滨对虾鳃丝cDNA为检测子,正常海水中凡纳滨对虾鳃丝cDNA为驱动予,采用抑制性消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术构建了急性低盐胁迫诱导下凡纳滨对虾鳃丝消减cDNA文库。文库的重组率均高于95%,插入片段集中在250~750 bp之间,随机测序后在线拼接得到15组片段重叠群和37个单一序列共52个非重复序列。同源检索发现30个非重复序列与GenBank中的已知基因序列有较高的相似性。按差异表达基因编码的蛋白具体功能可分为6小类,依次为:(1)离子通道及转运蛋白;(2)蛋白合成翻译及转录因子;(3)应激抗氧化因子;(4)能量代谢;(5)信号受体和转导;(6)细胞纤维及骨架蛋白,所占比例分别为23.3%、20.0%、20.0%、16.7%、10.0%和10.0%。经功能聚类分析发现文库中含有大量离子通道蛋白及功能转运酶、胞内信号传导分子、细胞骨架蛋白等渗透调节和应激适应性相关基因,表明急性低盐胁迫诱导凡纳滨鳃丝抑制性消减杂交cDNA文库构建成功。     

重金属对扁额细首纽虫金属硫蛋白的影响

生物体内金属硫蛋白含量变化,可作为环境中重金属污染的生物标志物.通过暴露实验研究了扁额细首纽虫Cephalothrix simula暴露在不同浓度的铜,锌和镉溶液96 h,其体内金属硫蛋白含量的变化规律.结果表明3种重金属离子的胁迫作用均导致金属硫蛋白含量增加,在实验初期(6～24 h),金属硫蛋白含量达到高峰;金属硫蛋白含量与暴露溶液金属浓度具有明显的剂量～效应关系,金属离子浓度越高,金属硫蛋白含量越高;锌离子诱导金属硫蛋白合成的作用大于铜、镉离子.     

菲律宾蛤仔(Venerupis philippinarum)对重金属Hg~(2+)的富集及相关生物标记物的识别

以我国近海重要经济贝类菲律宾蛤仔(Venerupis philippinarum)为对象,探讨了不同加标浓度Hg2+(2.5、5、7.5、10μg/L)胁迫下菲律宾蛤仔鳃组织的富集效应,测定了鳃和血细胞两个组织中过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx),细胞色素P450(CYP414A1),硫氧还蛋白(Trx)、金属硫蛋白(MT)、热休克蛋白(HSP70)以及溶菌酶(Lysozyme)8个基因的剂量和时序表达变化,筛选了指示汞污染的生物标记物。研究结果表明:蛤仔鳃组织对汞富集随时间延长和Hg2+浓度增加均呈现逐渐上升趋势,在10μg/L Hg2+剂量暴露48 h时达到(0.308±0.037)μg/g的最高富集量,为对照组的21倍(P0.01)。基因表达分析结果显示,鳃CYP414A1和GPx基因分别在24 h和48 h的2.5μg/L暴露组表达显著上调。鳃Lysozyme在24 h的7.5μg/L处理组中表达显著上调,鳃HSP70基因在48 h的7.5μg/L处理组中呈现显著下调趋势(P0.01)。鳃和血细胞中HSP70基因表达量在10μg/L处理组中均极显著高于对照组和其它处理组(P0.01)。鳃CYP414A1和GPx基因、鳃Lysozyme和鳃HSP70、鳃和血细胞HSP70的表达结果可分别作为指示不同浓度汞污染的生物标记物,其它基因的表达结果不符合生物标记物的筛选原则。研究结果表明组合型生物标记物可较有效地反映海洋环境汞污染状况,为利用生物标记物进行重金属Hg污染早期监测方法体系的建立提供了基础的研究资料。     

重金属离子对中华绒螯蟹肝胰脏和鳃丝SOD,CAT活力的影响

研究了 3种重金属离子 (Cu2 ,Zn2 ,Cd2 )对中华绒螯蟹肝胰脏和鳃丝 SOD,CAT活力的影响。实验结果表明 ,肝胰脏和鳃丝 SOD,CAT活力在 3种重金属离子作用下分别随取样时间变化显著 (P<0 .0 5 ) ,对 2种抗氧化酶活力的抑制均为肝胰脏 <鳃丝。 3种重金属离子在实验时间内对肝胰脏 2种抗氧化酶活力的影响呈峰值变化 ,低浓度组表现为促进作用 ,高浓度组在 96 h时为抑制作用 ;低浓度组在 72 h内能提高鳃丝 2种抗氧化酶活力 ,随后下降 ,至 96 h时表现为抑制作用 ,而高浓度组一直为明显的抑制作用 ,2种抗氧化酶活力表现出明显的时间、剂量效应关系。因此 ,肝胰脏和鳃丝SOD,CAT2种抗氧化酶可作为中华绒螯蟹毒理学的评价指标。     

~3H—藻酸双酯钠的药物动力学研究

研究了不同剂量~3H-藻酸双酯钠(PSS)在小鼠及大鼠体内的吸收,分布、排泄及药物代谢动力学参数。无论口服或静注小鼠组织分布较广,12h以肝、肾最高,脑、脂肪、骨骼较低,大脑、小脑、脑干放射性分布未见明显差异。静注72h自小鼠尿排泄60％,粪排泄20％。大鼠口服24h由胆汁排泄15.3％。小鼠及人血血浆蛋白结合率24h为98％。PSS0.8％CMC混悬液口服的绝对生物利用度为75.6％,具有吸收好,分布广,排泄快等特点。     

重金属离子(Cu~(2 )、Pb~(2 )、Hg~(2 )、Cd~(2 ))对日本鳃丝和肝胰脏显微结构的影响

在实验生态条件下研究了重金属离子(Cu2 、Pb2 、Hg2 、Cd2 )对日本鳃丝和肝胰脏显微结构(15d)的影响。观察结果表明:在2 mg/L Cu2 处理组,日本鳃叶不规则增厚,鳃腔相对扩大,其中血细胞明显增多;上皮层出现破坏:角质膜(CU)呈波状拱起,部分上皮细胞脱离角质膜形成大的空泡(VA);上皮细胞排列不规则,并与数目众多的血细胞充挤于血腔;肝胰脏中构成肝管的细胞发生严重崩解,只残留包被在外周的一层结缔组织的被膜。10mg/L Pb2 处理组鳃丝角质膜明显呈波状突起;肝管结构紊乱,开始出现大量空泡(VA)。0.1 mg/L Hg2 暴露下,鳃丝上皮层偶有溶解现象;肝胰脏肝细胞空泡化(VA)现象更为严重,细胞间界限不明显,肝细胞溶解,有些细胞核固缩;被膜中的结缔组织充血,出现血细胞浸润现象。1 mg/L Cd2 暴露下,鳃丝上皮层严重解体,只剩一层角质层,鳃腔相对扩大,部分区域有充血现象;肝胰脏出现细胞质溶解,细胞间界限不明显,血细胞浸润等现象。     

毛蚶外套膜和鳃组织中神经型一氧化氮合酶免疫组织化学定位研究

应用免疫组织化学方法研究神经型一氧化氮合酶在毛蚶(Scapharca kagoshimensis)外套膜和鳃组织中的分布及定位,应用蛋白免疫印迹技术对外套膜和鳃组织中的神经型一氧化氮合酶进行鉴定,并对其分子量进行测定。免疫组织化学研究结果表明,神经型一氧化氮合酶的阳性结果显示为棕褐色,主要分布于细胞质中。在外套膜组织边缘膜和边缘膜突起的上皮细胞、疏松结缔组织黏液细胞和血细胞有阳性反应;在鳃组织的鳃丝黏液细胞、血细胞和上皮细胞中有阳性反应。蛋白免疫印迹研究结果表明,外套膜和鳃组织的SDS-PAGE电泳图谱中有两条阳性反应条带,分子量分别为120kD和80kD。实验结果为深入研究一氧化氮及神经型一氧化氮合酶在毛蚶外套膜和鳃组织中的生理功能提供了组织形态学资料。     

青石斑鱼抗细胞凋亡因子DAD1的克隆及表达特征分析

抗细胞凋亡因子(Defender against cell death 1,DAD1)是一种重要的内源性细胞凋亡抑制因子.采用RACE-PCR方法,结合SMART cDNA合成方法、抑制性差减杂交技术,从青石斑鱼脾脏中克隆DAD1并研究其在正常的青石斑鱼和注射了脂多糖的青石斑鱼各组织中的表达模式.结果表明:DAD1基因cDNA全长721 bp,包含一个342 bp的完整阅读框,编码一个由113个氨基酸组成的蛋白.RT-PCR半定量分析显示DAD1在正常的青石斑鱼和注射了脂多糖的青石斑鱼的脾、心、头肾、肾、肝中都有转录,在脾、肝中表达水平较高,而在肌肉中未见明显表达.DAD1在注射了脂多糖的青石斑鱼各组织中的表达量均高于正常的青石斑鱼.     

双壳类分子生物标志物对海水重金属的响应评述

海洋双壳类动物的组织和器官对微量重金属具有高富集能力,诱导机体内的某些分子生物标志物(molecular biomarkers,MBMs)发生变化,可用于指示海水中的重金属污染水平。近10年来,许多学者在双壳类MBMs对海水重金属的响应规律方面进行了研究,其中,金属硫蛋白(MTs)、热激蛋白70(HSP70)、抗氧化防御系统等受到了较多的关注。本文在介绍这些MBMs结构和功能的基础上,重点评述了各种MBMs对海水重金属的响应特征,并提出了影响双壳类MBMs应用于海水重金属监测的因素及进一步研究的方向。     

重金属离子（Cu^2＋、Pb^2＋、Hg^2＋、Cd^2＋）对日本[虫寻]鳃丝和肝胰脏显微结构的影响

在实验生态条件下研究了重金属离子(Cu2+、Pb2+、Hg2+、Cd2+)对日本虫寻鳃丝和肝胰脏显微结构(15d)的影响.观察结果表明:在2 mg/LCu2+处理组,日本虫寻鳃叶不规则增厚,鳃腔相对扩大,其中血细胞明显增多;上皮层出现破坏:角质膜(CU)呈波状拱起,部分上皮细胞脱离角质膜形成大的空泡(VA);上皮细胞排列不规则,并与数目众多的血细胞充挤于血腔;肝胰脏中构成肝管的细胞发生严重崩解,只残留包被在外周的一层结缔组织的被膜.10mg/LPb2+处理组鳃丝角质膜明显呈波状突起;肝管结构紊乱,开始出现大量空泡(VA).0.1 mg/L Hg2+暴露下,鳃丝上皮层偶有溶解现象;肝胰脏肝细胞空泡化(VA)现象更为严重,细胞间界限不明显,肝细胞溶解,有些细胞核固缩;被膜中的结缔组织充血,出现血细胞浸润现象.1 mg/L Cd2+暴露下,鳃丝上皮层严重解体,只剩一层角质层,鳃腔相对扩大,部分区域有充血现象;肝胰脏出现细胞质溶解,细胞间界限不明显,血细胞浸润等现象.     

牙鲆淋巴囊肿病毒靶器官上病毒结合蛋白的鉴定

利用抗牙鲆淋巴囊肿病毒单克隆抗体的间接免疫荧光检测技术,在患淋巴囊肿病牙鲆的表皮、鳃、胃、肠及肾中发现淋巴囊肿病毒的感染,以此确定为病毒感染的主要靶器官。用NP-40细胞裂解液分别抽提靶器官的总蛋白,利用病毒铺覆蛋白印迹技术(VOPBA)对靶器官上淋巴囊肿病毒结合蛋白进行鉴定,结果显示在胃、肠及肾的组织蛋白中均有1个分子量为27.8 kDa的蛋白与淋巴囊肿病毒特异结合,在鳃和表皮的组织蛋白中分别存在分子量为37.6 kDa和56.0 kDa的蛋白与淋巴囊肿病毒特异结合。推测在淋巴囊肿病毒靶器官上的这3种病毒结合蛋白有可能是病毒的受体蛋白。     

南海北部三种金线鱼属鱼类BHC,DDT残留研究

为探讨六六六(BHC)、滴滴涕(DDT)对远岸海域渔业资源和水产品质量的影响,用气相色谱法测定了南海北部陆架海域3种金线鱼属(Nemipterus)鱼类肌肉内和其中深水金线鱼(N.bathybius)5种组织内的BHC、DDT含量.结果显示,研究海域鱼肉中BHC和DDT含量分别为0.04~0.89(平均0.26)μg/kg(湿重)、0.71~8.0(平均3.1)μg/kg(湿重),均低于亚太地区部分近岸海洋鱼类的残留水平,并低于国内外水产品安全限量,呈广东海域高于台湾浅滩的区域分布,但在不同鱼种之间、离岸远近的鱼类之间BHC、DDT含量差异不明显(p>0.10).深水金线鱼体内农药含量在肝组织中较高,在肌肉内居中,在鳃丝中较低,BHC含量由高到底的顺序为:肝脏、腹肌、背肌、肠、皮、鳃丝,DDT含量由高到底的顺序为:肝脏、腹肌、背肌、皮≈肠、鳃丝,不同组织中pp-DDT,op-DDT含量与脂肪含量较显著地正相关(p<0.05).