重金屬Cu2+對克氏原螯蝦的免疫毒性研究.pdf

1、近年來，我國水域環(huán)境的污染狀況日趨嚴(yán)重。2003-2014年的《中國環(huán)境狀況公報》均指出：重金屬銅是我國漁業(yè)水域的主要污染物之一。即使在較低的濃度，銅也能夠抑制甲殼動物的免疫功能，提高宿主對病原微生物的易感性，這給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。酚氧化酶原激活系統(tǒng)（proPO-AS）是甲殼動物高效的免疫識別系統(tǒng)，其活性的變化與機(jī)體的抗病能力密切相關(guān)。但目前，重金屬Cu2+脅迫是如何調(diào)控proPO-AS的及其可能的機(jī)制尚不明確。
　

2、　本研究以克氏原螯蝦為實驗對象，重金屬Cu2+為脅迫因子，采取96 h靜態(tài)急性染毒實驗，獲得到克氏原螯蝦的半致死濃度LC50=22.14 mg·L-1。根據(jù)LC50分別設(shè)置1.0,3.0,5.0和10.0 mg·L-1（近似于1/20,1/7,1/4和1/296h-LC50）4個Cu2+染毒組，并設(shè)1個空白對照組。在染毒24 h、48h、72 h和96 h后，分別采集血淋巴液、鰓和肝胰腺等組織，檢測Cu2+脅迫對氧化應(yīng)激指標(biāo)（ROS、S

3、OD、GSH-Px、PCO和DPC等）及主要免疫指標(biāo)（Hc、THC、pro-PO、PO和SP等）的影響，并利用主成分分析的統(tǒng)計方法，分析血淋巴液中各指標(biāo)之間的相關(guān)性，旨在為甲殼動物的免疫毒性學(xué)研究提供理論依據(jù)。實驗結(jié)果表明：
　?。?）隨著Cu2+染毒劑量與時間的增加，螯蝦的鰓、血清、肝胰腺組織中ROS含量顯著上升；鰓組織的SOD活性顯著下降，當(dāng)Cu2+濃度高于5.0 mg·L-1時，血清SOD活性顯著下降，肝胰腺的SOD活性呈現(xiàn)

4、了先上升后下降的趨勢。整個實驗期間，各組織中的GSH-Px活性均為先上升后下降。同時，鰓、血淋巴、肝胰腺中PCO含量均顯著上升；鰓、肝胰腺組織的DPC系數(shù)逐漸上升，血淋巴的DPC系數(shù)在3.0 mg·L-1Cu2+時達(dá)到最大，但其他處理組變化不明顯。這些結(jié)果表明，Cu2+脅迫導(dǎo)致機(jī)體ROS含量上升，抗氧化酶GSH-Px與SOD活性顯著下降，DPC與PCO水平提高，對機(jī)體造成了氧化損傷，血淋巴是ROS損傷的主要靶組織之一。
　?。?）

5、低濃度（1.0 mg?L-1）的Cu2+也具有免疫毒性，在染毒96 h后，隨著濃度的增加，Cu2+能夠抑制血淋巴中的血細(xì)胞數(shù)、血藍(lán)蛋白含量與酚氧化酶活性，三者的變化規(guī)律基本一致，以10 mg?L-1Cu2+最為顯著。當(dāng)濃度最高達(dá)10 mg?L-1時，Cu2+還會抑制proPO-AS中的酚氧化酶原、酚氧化酶、絲氨酸蛋白酶活性，Cu2+可能參與了proPO-AS的調(diào)控。螯蝦血細(xì)胞及其胞內(nèi)外的蛋白成分，如血藍(lán)蛋白、絲氨酸蛋白酶、酚氧化酶及其酶

6、原，具有不同的生理作用與理化性質(zhì)，Cu2+誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激可能通過不同的機(jī)制對其進(jìn)行調(diào)控。
　?。?）根據(jù)主成分分析（PCA）結(jié)果分析，從9個氧化應(yīng)激及免疫指標(biāo)中提取出三個主成分，占總方差累積百分比達(dá)到78.40％。從初始因子載荷矩陣上可得，血清中ROS、血藍(lán)蛋白含量、SOD、GPx、PO活性在第一主成分上具有較高載荷。DPC系數(shù)與PCO含量在第二主成分上具有較高載荷，血細(xì)胞裂解液中酚氧化酶原與絲氨酸蛋白酶活性在第三主成分上具有較高

7、載荷。這表明 Cu2+脅迫下螯蝦血淋巴中抗氧化指標(biāo)GPx、SOD和免疫指標(biāo)PO活性均與ROS含量具有較強(qiáng)的相關(guān)性；血細(xì)胞裂解液中酚氧化酶活性與絲氨酸蛋白酶活性呈現(xiàn)正相關(guān)；血藍(lán)蛋白含量與PO活性呈正相關(guān)。利用生物信息學(xué)方法對克氏原螯蝦血藍(lán)蛋白及酚氧化酶原基因進(jìn)一步分析，結(jié)果顯示其具有相似的銅結(jié)合位點及活性區(qū)域，進(jìn)一步表明血藍(lán)蛋白可能具有酚氧化酶活性。
　　綜上所述，重金屬Cu2+對克氏原螯蝦的proPO-AS具有抑制效應(yīng)。其機(jī)制可能