鎘致長江華溪蟹肝胰腺氧化損傷及細(xì)胞凋亡機制的研究.pdf

1、本文采用急性毒性實驗方法，研究了鎘(Cd2+)對長江華溪蟹（Sinopotamonyangtsekiense）肝胰腺組織細(xì)胞超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽還原酶(GR)和谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)五種抗氧化酶活力及GPX/SOD、GR/GPX和CAT/SOD三個抗氧化指標(biāo)的影響。進(jìn)而就不同濃度Cd2+對肝胰腺細(xì)胞中還原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)、還原型輔酶Ⅱ(

2、NADPH)、氧化型輔酶Ⅱ(NADP+)含量及葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PD)、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)等GSH合成途徑中主要限速酶活力的影響進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上采用透射電鏡技術(shù)、蘇木素—伊紅(H.E.)染色法和瓊脂糖凝膠電泳法，從形態(tài)學(xué)和生物化學(xué)水平研究了Cd2+對肝胰腺細(xì)胞凋亡的影響。為了進(jìn)一步探討Cd2+誘導(dǎo)肝胰腺細(xì)胞凋亡的現(xiàn)象及機制，采用TUNEL法，對不同濃度Cd2+溶液處理48 h的細(xì)胞凋亡進(jìn)行檢測，對組織

3、中半胱天冬酶-3（caspase-3）、半胱天冬酶-8（caspase-8）、半胱天冬酶-9（caspase-9）、結(jié)構(gòu)型一氧化氮合酶(cNOS)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)及總一氧化氮合酶(T-NOS)活力進(jìn)行測定。
　　本研究表明：⑴隨著Cd2+濃度的增加和處理時間的延長，SOD、CAT和GPX的活力均呈現(xiàn)先升后降的趨勢，但GR和GST的活力較對照組無顯著性差異;GPX/SOD、GR/GPX、CAT/SOD三個抗氧化指標(biāo)的

4、變化表明，蟹體遭受氧化損害的程度在不斷加劇。⑵低濃度Cd2+（7.25 mg·L-1、14.50 mg·L-1）脅迫可以誘導(dǎo)G6PD活力升高，細(xì)胞內(nèi)主要還原力NADPH含量上升，GR、γ-GCS活力未發(fā)生顯著變化。在較高濃度Cd2+（29.00 mg·L-1、58.00 mg·L-1和116.00 mg·L-1）脅迫下，G6PD活力受到抑制，引起NADPH供給不足，γ-GCS活力顯著升高。⑶經(jīng)Cd2+處理后，肝胰腺細(xì)胞在透射電鏡下呈現(xiàn)典

5、型的細(xì)胞凋亡形態(tài)特征，具體表現(xiàn)為核邊集、核膜折疊、核裂解形成凋亡小體;H.E.染色結(jié)果為核染色質(zhì)致密濃縮、核碎裂等現(xiàn)象;瓊脂糖凝膠電泳圖譜出現(xiàn)凋亡細(xì)胞所特有的DNA梯狀條帶，表明Cd2+可誘導(dǎo)肝胰腺細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞凋亡。隨著Cd2+濃度的增加和處理時間的延長，肝胰腺中凋亡細(xì)胞所占比例呈現(xiàn)先升后降的趨勢，凋亡指數(shù)的變化表現(xiàn)出顯著的劑量—效應(yīng)與時間—效應(yīng)關(guān)系。⑷隨著Cd2+濃度的增加，各處理組中凋亡細(xì)胞數(shù)較對照組均出現(xiàn)了不同程度的增加;casp

6、ase-3、caspase-9、iNOS及T-NOS活力呈逐漸升高趨勢，且酶活力的增高與凋亡指數(shù)的上升呈正相關(guān)關(guān)系;caspase-8活力較對照組無顯著性差異，cNOS活力逐漸下降，與凋亡指數(shù)變化相關(guān)度較低。⑸低濃度Cd2+脅迫下，溪蟹肝胰腺細(xì)胞中抗氧化酶活力被激活，GSH氧化還原循環(huán)再生途徑得到加強，GSH合成速率升高，以清除Cd2+處理后組織細(xì)胞中產(chǎn)生的活性氧分子;高濃度Cd2+能夠抑制多種抗氧化酶活力，并對GSH氧化還原循環(huán)再生途

7、徑及從頭合成途徑造成共同抑制，GSH合成速率下降，致使組織細(xì)胞處于嚴(yán)重的氧化脅迫狀態(tài)。⑹Cd2+能夠誘發(fā)溪蟹肝胰腺細(xì)胞凋亡。在此過程中，iNOS被激活生成過量NO，引起線粒體損傷，促使細(xì)胞經(jīng)由caspase-9介導(dǎo)的線粒體凋亡途徑發(fā)生細(xì)胞編程性死亡;而caspase-8介導(dǎo)的死亡受體凋亡途徑在該過程中并不占主導(dǎo)地位。⑺SOD、CAT、GPX活力和GPX/SOD、GR/GPX、CAT/SOD、GSH/GSSG、細(xì)胞凋亡指數(shù)的變化能夠靈敏反