銅和鎘單一及聯(lián)合亞急性暴露對鯉幼魚熱休克蛋白的影響.pdf

1、近年來，重金屬污染事件頻發(fā)，重金屬污染對人們健康的影響受到普遍關(guān)注。銅和鎘是兩種對生物危害較大的重金屬，其在工業(yè)廢水、生活污水中廣泛存在。魚類作為水生生物的代表，重金屬污染對其危害十分嚴(yán)重。鯉（Cyprinus carpio）在水產(chǎn)養(yǎng)殖中占有重要地位，然而不斷出現(xiàn)的“鎘大米”、水域污染等事件，使魚類的養(yǎng)殖環(huán)境令人擔(dān)憂。
　　熱休克蛋白(heat shock protein，HSP)家族是一類應(yīng)激蛋白，當(dāng)機(jī)體處于脅迫條件，其家族許多

2、成員表達(dá)量提高，以應(yīng)對應(yīng)激引起的蛋白變性、錯誤折疊以及幫助新生肽鏈形成正確構(gòu)象。同時，HSP家族的許多成員也被廣泛應(yīng)用于生態(tài)毒理學(xué)的研究，其表達(dá)水平能夠反映機(jī)體所處的脅迫狀態(tài)。
　　本文以選擇鯉作為受試動物，研究重金屬銅、鎘單一及聯(lián)合暴露對其HSP60、HSP70和HSP90 mRNA水平以及蛋白表達(dá)的影響，并與氧化應(yīng)激相聯(lián)系，旨在為重金屬對魚類毒性機(jī)制的研究提供參考，并且為HSP家族在毒理學(xué)研究中作為生物標(biāo)記物的功能提供依據(jù)。<

3、br>　　隨機(jī)選擇健康鯉幼魚(平均體長13.5087±1.5465cm，平均體重45.3694±6.7102g)420尾，分為如下七組:Cu2+低濃度組(0.05mg/L)和Cu2+高濃度組（0.1 mg/L），Cd2+低濃度組(0.63mg/L)和Cd2+高濃度組(1.26mg/L)，混合低濃度組(0.045mg/L)和混合高濃度組(0.09mg/L)，以及一個空白對照組。每個處理組30尾魚，設(shè)置兩個平行。進(jìn)行96h的持續(xù)暴露試驗(yàn)，在

4、24h、48h、72h和96h剖殺采取肝臟和腦組織。用試劑盒檢測SOD活性、CAT活性，實(shí)時定量PCR法檢測HSP60、HSP70和HSP90 mRNA水平，蛋白免疫印跡法檢測HSP60、HSP70和HSP90蛋白含量。研究結(jié)果表明:
　　(1)與對照組相比，24hCu2+高濃度組肝臟中SOD活性顯著升高(P＜0.05)，其余各組SOD活性高于對照組但變化不顯著(P＞0.05);48h時，混合高濃度組出現(xiàn)顯著降低;72h時，除了C

5、d2+和混合低濃度組，其余各組SOD活性均顯著低于對照組(P＜0.05);96h各組SOD活性均顯著下降(P＜0.05)，高濃度組降低水平大于低濃度組。腦組織中，24h SOD活性與對照組無明顯變化(P＞0.05);48h Cu2+高濃度組和混合處理組顯著低于對照組(P＜0.05);72h和96h各組均出現(xiàn)顯著下降(P＜0.05)。
　　(2)與對照組相比，24h肝臟中CAT活性均高于對照組，但除了混合高濃度組外，變化均不顯著(P

6、＞0.05);48h各組水平均呈下降趨勢，Cu2+高濃度組、Cd2+低濃度組和混合低濃度組顯著低于對照組水平(P＜0.05);72h和96h各組CAT活性相較于對照組水平均有顯著下降(P＜0.05)。腦組織中CAT活性變化趨勢與肝臟中相似。
　　(3)與對照組相比，在整個試驗(yàn)過程中，Cu2+低濃度組和混合低濃度組肝臟中HSP60mRNA表達(dá)水平與對照組未出現(xiàn)顯著升高(P＜0.05)，其余各組均在48h出現(xiàn)顯著上升(P＜0.05)，

7、并在96h達(dá)到峰值;腦組織中48h各組均出現(xiàn)顯著升高(P＜0.05)。肝臟中各組HSP70 mRNA水平在72h均出現(xiàn)顯著升高(P＜0.05);腦組織中各組在48h即出現(xiàn)顯著升高(P＜0.05)，并隨時間逐漸升高。肝臟中，除了Cu2+低濃度組在72h出現(xiàn)顯著升高(P＜0.05)，其余各組HSP90均在24h出現(xiàn)顯著升高(P＜0.05);腦組織中各組在24h均出現(xiàn)顯著升高(P＜0.05)，但48h、72h和96h各時間點(diǎn)之間無明顯差異(P

8、＞0.05)。
　　(4)肝臟中HSP60蛋白水平在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)低于對照組水平的現(xiàn)象，但降低水平普遍不顯著(P＞0.05);腦組織中各高濃度組在48h蛋白水平顯著升高(P＜0.05)。肝臟中HSP70蛋白水平在試驗(yàn)初期顯著低于對照組(P＜0.05)，在96h顯著高于對照組;腦組織中HSP70在前48h變化不顯著(P＞0.05)，72h出現(xiàn)顯著升高(P＜0.05)。大多數(shù)肝臟中HSP90蛋白水平在整個暴露試驗(yàn)中均未出現(xiàn)明顯變化(P

9、＞0.05);腦組織中，在72h Cu2+和 Cd2+高濃度組以及混合處理組蛋白水平顯著升高(P＜0.05)。
　　綜上所述，銅、鎘單一及聯(lián)合暴露引起鯉幼魚機(jī)體發(fā)生氧化應(yīng)激，肝臟和腦組織中SOD和CAT活性顯著下降，HSP60、HSP70和HSP90 mRNA表達(dá)水平上升。肝臟和腦組織中HSP60、HSP70和HSP90蛋白水平上升，表明重金屬暴露能夠引起肝臟和腦組織熱休克蛋白的過表達(dá)。蛋白表達(dá)和mRNA水平之間存在不一致的現(xiàn)象，