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中国对虾鳃组织含量和

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:中国对虾在塔玛亚历山大藻胁迫下鳃组织MDA含量和FcCasp相对表达量的相关系数为0.8.6 3,MDA含量和FcCasp相对表达量呈正相关。此结果表明中国对虾鳃的GST活性在塔玛亚历山大藻胁迫下表现一定的剂量效应,这说明塔玛亚历山大藻对鳃组织的GST酶活性的诱导是有限度的,超过一定的浓度会抑制GST的活性。另一方面可能是塔玛亚历山大藻毒素在中国对虾体内的代谢过程中出现过多自由基,对虾组织反馈性增强抗氧化系统酶活性,以清除多余的自由基。

中国对虾在塔玛亚历山大藻胁迫下鳃组织MDA含量和FcCasp相对表达量的相关系数(R2)为0.8.6 3,MDA含量和FcCasp相对表达量呈正相关。

图23 中国对虾鳃组织MDA含量和FcCasp相对表达量相关性分析

机体抗氧化防御系统通过清除活性氧自由基,防止组织过氧化损伤,其成分的改变可以作为机体受到氧化胁迫的指示(汪家政等,2000)。超氧阴离子(O22)是主要的自由基,SOD的功能是把O22歧化成过氧化氢(H2O2)和O2,是保护机体免受O22毒性的重要抗氧化酶之一。本实验发现,200 cells/mL 塔玛亚历山大藻胁迫下,中国对虾鳃的SOD活性在各时间点均显著增加,1.0.0 cells/mL 塔玛亚历山大藻胁迫下,SOD活性也出现先上升的趋势,这表明中国对虾鳃组织在塔玛亚历山大藻胁迫下产生了大量的O22,从而诱导SOD 的活性升高。谭志军(2006)通过对鲈鱼(Lateolabrax japonicus)腹腔连续注射低剂量的塔玛亚历山大藻毒素粗提液发现,鲈鱼鳃SOD 酶活性持续升高,毒素粗提液对SOD的诱导具有累加效应,这与本研究中200 cells/mL 塔玛亚历山大藻胁迫下,中国对虾鳃的SOD活性变化相似,但1.0.0 cells/mL 塔玛亚历山大藻胁迫下,SOD活性在24~96 h被抑制,这可能是随着时间的延长,O22大量积累,SOD 被快速消耗使得其含量下降,大量O22被SOD歧化过程中,生成的H2O2,抑制了 SOD活性(Sun et al,2008)。SOD活性被抑制可能就是过多O22毒害结果(Sun et al,2007)。

GST具有清除体内自由基及解毒双重功能,参与催化有机过氧化物为相应的醇。本实验中,200 cells/mL 塔玛亚历山大藻胁迫下,中国对虾鳃的GST活性先升高后降低。而1.0.0 cells/mL 塔玛亚历山大藻胁迫下,GST活性被显著抑制。此结果表明中国对虾鳃的GST活性在塔玛亚历山大藻胁迫下表现一定的剂量效应,这说明塔玛亚历山大藻对鳃组织的GST酶活性的诱导是有限度的,超过一定的浓度会抑制GST的活性。200 cells/mL和1.0.0 cells/mL塔玛亚历山大藻对中国对虾鳃的GST活性呈现不同的作用效果,可能与塔玛亚历山大藻细胞的密度不同和对两个浓度稀释时加入了不同的培养液有关,梁忠秀(2004)研究发现塔玛亚历山大藻细胞和去藻的培养液都对虾类具有致毒作用,毒性作用随其密度升高而增强,颜天等(2002),谭志军等(2002)和王雪虹等(2007)也得到类似的结果。GST活性的升高,一方面可能是GST参与了塔玛亚历山大藻所产有毒物质的代谢及解毒过程(Gehringher et al,2004;Jeon et al,2008)。所用塔玛亚历山大藻(ATHK)细胞中PSP毒素成分中含有膝沟藻毒素(GTX1、2、3、4),约占PSP毒素总含量的54.84%(Tan et al,2007)。江天久等(2006)发现中国龙虾(Panulirusstimpsoni)在对PSP代谢过程中发生了GTX2,3向GTX1,4转换的过程,这种还原转化在双壳类和甲壳类的动态代谢中常有发生(Oikawa et al,2002;2005),而这种化学转化可能与生物体内谷胱甘肽诱导相关。而GTX转换成STX也需要谷胱甘肽的参与(Sakamoto et al,2000;Sato et al,2000)。另一方面可能是塔玛亚历山大藻毒素在中国对虾体内的代谢过程中出现过多自由基,对虾组织反馈性增强抗氧化系统酶活性,以清除多余的自由基。而GST活性的抑制可能是对虾在高浓度塔玛亚历山大藻作用下受到了氧化胁迫所致。GST活性被抑制,可影响机体的解毒功能(张喆等,2012),另外可能增加生物对需经GST代谢的外源性毒物的敏感性(Costa et al,2012)。

MDA 作为机体脂质过氧化作用的终产物,其含量可间接反映机体的脂质过氧化水平以及机体细胞受自由基攻击的严重程度(陈汉等,2007)。陈洋(2008)研究发现米氏凯伦藻(Kareniamikimotoi)未知毒素能使哺乳类细胞MDA含量明显升高;Creppy等(2002)研究也发现腹泻性贝毒的主要组分大田软海绵酸(Okadaic acid,OA)能促进人肠内皮细胞发生脂质过氧化;Ana等(2007)研究证实微囊藻可导致罗非鱼(Oreochromis niloticus)组织出现脂质过氧化的现象;Estrada等(2007)研究显示有毒裸甲藻(Gymnodinium catenatum)可诱导扇贝(Nodipectensubnodosus)氧化胁迫,导致过氧化脂质(LPO)增加。本实验中,MDA含量和塔玛亚历山大藻暴露表现一定的浓度-效应关系,这可能与塔玛亚历山大藻诱导的氧化应激有关,在200 cells/mL 组,MDA含量在12 h内没有显著增加,这可能是因为抗氧化酶被迅速诱导,生成的活性氧被有效清除,但随着抗氧化酶活性下降,活性氧迅速累积,而发生了脂质过氧化,导致MDA含量在24和48 h显著升高。在1.0.0 cells/mL组,MDA含量表现时间依赖性增加的现象,且24~96 h表现为更为迅速的增加,这与SOD和GST活性被抑制的时间范围相吻合,这可能是因为能清除活性氧的抗氧化酶活性被抑制,导致机体内活性氧更迅速累积,从而加剧膜脂过氧化作用。此外,GST可以与MDA结合,从而保护机体(Yin et al,2005),而1.0.0 cells/mL组的GST被显著抑制,也可能是MDA增加的一个原因。

MDA能与膜上蛋白质反应,使膜通透性增加,引起膜渗漏,从而使细胞器结构与功能发生紊乱(Li et al,2005),此外MDA还可以和DNA反应,造成DNA损伤(Marnett,2000)。脂质过氧化产物在组织内的积累可诱导细胞发生凋亡(Xu et al,2009;Buttke et al,1994;Ryter et al,2007)。Caspases(cysteinylaspartatespecific proteinases)是调节细胞凋亡通路中的关键蛋白(Thornberry,1998)。Phongdara等(2006)研究证实从墨吉对虾(Penaeusmerguiensis)克隆得到的Caspase基因,经表达得到的Caspase蛋白具有与人类相同的Caspase-3酶活性,其在细胞凋亡中起着至关重要的作用。Leu等(2008)研究发现斑节对虾(Penaeusmonodon)Caspase基因过量表达导致SF-9细胞凋亡的形态学特征出现。本实验中,两个浓度组的中国对虾鳃的Caspase基因都呈现一定程度的上调表达,这表明塔玛亚历山大藻胁迫可能会诱导中国对虾鳃组织细胞凋亡。相关性分析显示MDA含量和Caspase基因表达水平呈线性相关,这表明了LPO在细胞凋亡诱导中的作用。

本实验结果提示,塔玛亚历山大藻破坏中国对虾氧化-抗氧化系统的平衡,引发对虾鳃组织的脂质过氧化,造成其氧化损伤,从而导致Caspase基因表达的上调。中国对虾鳃组织中SOD活性、GST活性和MDA含量对塔玛亚历山大藻的变化有积极的响应,其随藻浓度及其作用时间的不同而发生不同的变化,在作为有毒藻暴露的生物标记物方面有较好的应用前景。ROS作为反应机体受到氧化胁迫最直接的指标,需在下一步研究中被检测,另外尽管塔玛亚历山大藻胁迫可诱导凋亡相关基因的表达,但能证实细胞凋亡的其他证据如形态学等也是下一步需要研究的。

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