微囊藻毒素-LR对鸡肝脏的氧化损伤影响

蓝藻虽然能产生有毒的生物毒素,但是也含有较高的蛋白质。为探索蓝藻饲料化利用的可能性,本文通过腹腔注射的方式研究了微囊藻毒素-LR(MC-LR)对崇仁麻鸡的半数致死剂量(LD_(50))及其对肝脏的氧化损伤。实验设计了4个剂量组(对照组、5、10和20μg·kg~(-1)MC-LR),并在1、3、12、24和48 h检测了谷胱甘肽(GSH)含量以及谷胱甘肽S-转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化。结果表明,MC-LR对崇仁麻鸡的LD_(50)值为34.67μg·kg~(-1)体重(bw),95%的置信限为33.51～35.83μg·kg~(-1)bw。在MC-LR的作用下,鸡肝出现了氧化应激现象。3个染毒组鸡肝中GSH含量呈现先下降而后上升恢复至正常水平的趋势,GST酶活力表现为先上升而后下降至正常值的趋势,这说明GSH和GST共同参与了鸡肝中MC-LR的解毒;鸡肝中GPX酶活性在前3小时先保持不变(除了1 h的高剂量组),随即显著上升,这说明GPX和GSH共同参与了鸡肝中过量活性氧自由基(ROS)的清除,GPX可以作为监测MC-LR引起鸡毒性作用的生物标志物。CAT酶活力表现为先显著下降(P<0.05)而后快速上升至正常值的趋势,SOD酶在整个实验期间几乎保持稳定,这可能与SOD酶活性较高所致。     

两种喂食方式下微囊藻毒素-LR在罗非鱼肝脏和肌肉中动态变化的比较

试验以尼罗罗非鱼作为受试动物,通过直接投喂未经处理的新鲜藻细胞和喂食相同量经超声波破碎过的藻细胞,比较了罗非鱼在摄食完整蓝藻细胞与摄食破碎的蓝藻细胞时微囊藻毒素-LR(MC-LR)在其体内的动态变化规律及代谢差异.结果表明,无论是喂食破碎蓝藻细胞还是未破碎的蓝藻细胞均可在罗非鱼肝脏和肌肉中检出MC-LR,细胞破碎组肝脏和肌肉的富集能力高于未破碎组.富集第3d,即可在肝脏和肌肉中检出不同程度的MC-LR,肝脏中MC-LR的含量显著高于肌肉,随着富集时间的延长,MC-LR的含量总体呈上升趋势,破碎组肝脏和肌肉分别在染毒的16d和11d达到最大值(分别为2.021μg·g-1和0.071μg·g-1);未破碎组则分别在染毒的24d和21d达到最大值(分别为1.856μg·g-1和0.036μg·g-1).整个富集阶段破碎组肝脏MC-LR的平均值为1.171μg·g-1,略高于未破碎组的1.029μg·g-1;破碎组肌肉含量的平均值0.051μg·g-1,高于未破碎组的0.029μg·g-1.将细胞未破碎组的罗非鱼进行释放阶段的试验.结果表明,罗非鱼的肝脏能快速清除MC-LR,释放13d时达到释放阶段的最低值(为0.241μg·g-1),与肝脏相比,肌肉对毒素的清除要缓慢得多.     

两种喂食方式下微囊藻毒素-LR在罗非鱼肝脏和肌肉中动态变化的比较(Dynamical Response of Microcystins-LR in Liver and Muscle of Tilapia（Oreochromis niloticus）in Two Feeding Conditions of Cyanobacteria)

试验以尼罗罗非鱼作为受试动物,通过直接投喂未经处理的新鲜藻细胞和喂食相同量经超声波破碎过的藻细胞,比较了罗非鱼在摄食完整蓝藻细胞与摄食破碎的蓝藻细胞时微囊藻毒素-LR（MC-LR）在其体内的动态变化规律及代谢差异. 结果表明,无论是喂食破碎蓝藻细胞还是未破碎的蓝藻细胞均可在罗非鱼肝脏和肌肉中检出MC-LR,细胞破碎组肝脏和肌肉的富集能力高于未破碎组. 富集第3d,即可在肝脏和肌肉中检出不同程度的MC-LR,肝脏中MC-LR的含量显著高于肌肉,随着富集时间的延长,MC-LR的含量总体呈上升趋势,破碎组肝脏和肌肉分别在染毒的16d和11d达到最大值（分别为2.021μg·g-1和0.071μg·g-1）;未破碎组则分别在染毒的24d和21d达到最大值（分别为1.856μg·g-1和0.036μg·g-1）. 整个富集阶段破碎组肝脏MC-LR的平均值为1.171μg·g-1,略高于未破碎组的1.029μg·g-1;破碎组肌肉含量的平均值0.051μg·g-1,高于未破碎组的0.029μg·g-1. 将细胞未破碎组的罗非鱼进行释放阶段的试验. 结果表明,罗非鱼的肝脏能快速清除MC-LR,释放13d时达到释放阶段的最低值（为0.241μg·g-1）,与肝脏相比,肌肉对毒素的清除要缓慢得多.     

鸡肾脏对微囊藻毒素-LR氧化胁迫的响应

天然蓝藻中蛋白质含量高达40%,与大豆的蛋白质含量相当,是优质饲料蛋白的潜在来源。然而,天然蓝藻中主要含有一种称为微囊藻毒素(Microcystins,MCs)的生物毒素,对动物和人体的健康具有潜在威胁,且关于MCs对家禽氧化胁迫的研究几乎是一片空白。因此,急需开展蓝藻饲料化利用对家禽氧化胁迫的研究,为蓝藻饲料化利用提供理论依据。该文通过腹腔注射的方式研究了崇仁麻鸡肾脏对微囊藻毒素-LR(MC-LR)氧化胁迫的响应。试验设置了5μg·kg~(-1) MC-LR(低剂量组)、10μg·kg~(-1) MC-LR(中剂量组)和20μg·kg~(-1) MC-LR(高剂量组)3个染毒组,同时腹腔注射生理盐水作为对照组。在腹腔注射后的1、3、12、24、48 h检测了鸡肾脏中谷胱甘肽(GSH)含量以及谷胱甘肽转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化以及肾体比变化。结果表明:在MC-LR的作用下,鸡肾脏抗氧化酶(GST、SOD、CAT和GPX)和GSH含量均存在不同程度的变化,但除了3 h时中和高剂量染毒组肾脏中CAT酶活性(值分别为(96.66±1.13)和(74.01±11.20)U·mg~(-1))显著低于对照组(123.58±11.33)U·mg~(-1)(t=4.253;P=0.024和t=4.432;P=0.022)外,其它染毒组的各类抗氧化酶和GSH指标与对照组之间均无显著性差异(P0.05);鸡肾脏系数从1h就开始呈现毒素处理组高于对照组,并在12、24和48 h时,毒素处理组肾脏系数(0.79%-0.87%)显著高于对照组(0.58%-0.70%)的趋势(t=-6.687--3.495;P=0.018-0.036)。上述结果表明,在MC-LR作用下,鸡肾脏产生了氧化应激现象,但是其抗氧化酶系统可能难以抵御MC-LR危害,MC-LR对鸡肾脏的毒性较大。     

氯化镉对斑马鱼胚胎的发育毒性

为探讨重金属Cd对斑马鱼胚胎发育的毒性效应,将受精1h后(1hpf)的斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的CdCl2溶液中,观察CdCl2处理对胚胎死亡、孵化及幼鱼畸形的影响。采用吖啶橙(AO)染色,定性观察胚胎细胞凋亡情况;以活性氧(ROS)荧光探针DCFH-DA染色法检测胚胎ROS水平,TBA比色法测定胚胎脂质过氧化水平,DTNB比色法测定还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)水平。结果表明,10.0～30.0mg·L-1CdCl2浓度依赖性地诱导斑马鱼胚胎死亡和幼鱼畸形,胚胎孵化率亦降低。CdCl2处理引起斑马鱼胚胎心脏水肿,尾部弯曲和胚胎发育阻滞。胚胎半数致死浓度(LC50)为18.9mg·L-1,R2=0.973,幼鱼半数致畸浓度(EC50)为13.7mg·L-1,R2=0.967。20.0mg·L-1CdCl2处理组ROS水平、MDA含量明显升高,GSH/GSSG比值明显降低(P<0.01)。20mg·L-1CdCl2处理后,胚胎头部和尾部可见大量细胞凋亡。10mg·L-1N-乙酰半胱氨酸(NAC)与20mg·L-1CdCl2共同处理组斑马鱼胚胎的死亡率和畸形率明显降低,孵化率明显升高,ROS水平、MDA含量以及GSH/GSSG比值趋于正常。以上结果说明,CdCl2暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应可能与CdCl2诱导的氧化应激相关。     

溶藻细菌HSY-03对赤潮异弯藻抗氧化系统的影响

为研究溶藻细菌HSY-03(Bacillus sp.)对赤潮异弯藻的溶藻机制,采用不同浓度HSY-03无菌上清液处理赤潮异弯藻藻细胞,测定藻细胞光合色素含量、叶绿素荧光效率、细胞内部活性氧(ROS)水平和抗氧化系统活性变化.结果表明,HSY-03无菌上清液作用24 h之后,赤潮异弯藻叶绿素a含量、类胡萝卜素含量和最大光化学效率(Fv/Fm值)均快速下降,表明藻细胞光合作用受到抑制;处理2 h后ROS含量即上升,至6 h后逐渐下降;处理12 h膜脂化过氧化产物丙二醛(MDA)含量上升,至48 h达到峰值,表明藻细胞内部氧化损伤严重;藻细胞内抗氧化系统响应被激发,抗氧化酶系统超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性不同程度上升,以清除细胞内部ROS.非酶促抗氧化系统谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量上升,二者协同作用清除ROS.这表明,HSY-03上清液可能通过影响光合作用和作用于藻体的膜结构,引起细胞氧化损伤,最终导致藻细胞死亡.研究结果表明,HSY-03可以作为一种长期环境友好型生物因子有效防治赤潮异弯藻.     

微囊藻毒素与孔雀石绿对唐鱼游泳行为的影响

鱼类行为能准确地反映环境变化,并且随着污染物浓度的变化而发生改变.采用人工饲养的方法,以对环境毒素敏感的唐鱼(Tanichthys albonubes)作为指示生物,检测了其行为对水体中微囊藻毒素和孔雀石绿的反应.结果表明,唐鱼对0.2μg·L-1的微囊藻毒素即有明显的行为反应,摆尾频率和游泳速度均在30min后显著下降;0.5μg·L-1微囊藻毒素处理下,摆尾频率和游泳速度均在15min后显著下降.0.5mg·L-1孔雀石绿处理下,游泳速度在30min后显著下降,而摆尾频率则无显著性变化.初步推断,以对毒素敏感的唐鱼行为作为标记,用以监测水环境安全是可行的.     

双酚A对小鼠肝脏和肾脏细胞的氧化损伤

为探究双酚A(BPA)的氧化毒性,分别以剂量为20、40和80mg·kg~(-1)·d~(-1)的BPA对雄性昆明小鼠灌胃处理1周,并测定了小鼠体内活性氧自由基(ROS)水平、还原型谷胱甘肽(GSH)含量、丙二醛(MDA)含量和DNA-蛋白质交联系数(DPC)。与对照组相比,各BPA暴露组小鼠肝脏和肾脏细胞中的ROS生成量、MDA含量和DPC系数均升高,而GSH含量下降(P<0.05或P<0.01)。ROS生成量、GSH含量和DPC系数均显示出剂量-效应关系。研究表明,BPA可扰乱小鼠肝脏和肾脏细胞的氧化应激平衡,诱导细胞氧化损伤。     

纳米水滑石与Hela细胞的生物相容性研究

为了探讨纳米水滑石与Hela细胞的生物相容性,采用单细胞凝胶电泳法检测了纳米水滑石对Hela细胞DNA的损伤,并采用H2DCF-DA荧光法检测了纳米水滑石对Hela细胞活性氧簇的影响.结果发现,随着纳米水滑石浓度的升高(0~800μg·mL-1),Hela细胞尾部DNA含量、尾距及胞内活性氧簇含量均呈逐渐升高趋势;较低浓度(50、100μg·mL-1)纳米水滑石处理后,Hela细胞尾部DNA含量、尾距及胞内活性氧簇含量与对照组无显著性差异(p>0.05),而较高浓度(200、400、800μg·mL-1)纳米水滑石处理后,Hela细胞尾部DNA含量、尾距及胞内活性氧簇含量与对照组差异显著(p<0.05,p<0.01).以上结果表明,较高浓度(≥200μg·mL-1)的纳米水滑石可对Hela细胞DNA产生损伤,而较低浓度(≤100μg·mL-1)的纳米水滑石则具有较好的生物相容性,有可能作为载体应用于医药领域.     

微囊藻毒素-LR通过线粒体途径诱导人支气管上皮细胞凋亡

探讨线粒体Caspase依赖性途径是否参与微囊藻毒素-LR(microcystin-LR,MC-LR)诱导人支气管上皮细胞(human bronchial epithelial cells,16HBE)凋亡过程。将处于对数生长期的16HBE分别暴露于终浓度为0(对照组)、2.5、5、10μg·m L-1的微囊藻毒素-LR和10μg·m L-1MC-LR+50μmol·L-1Caspase广谱抑制剂Z-VAD-FMK,持续24 h和48 h。检测细胞凋亡率,线粒体跨膜电位(ΔΨm),Caspase-3和Caspase-9相对表达量。结果显示,与对照组相比,各浓度染毒组细胞凋亡率和Caspase-3、Caspase-9相对表达量均升高,10μg·m L-1MC-LR染毒组线粒体膜电位降低;与10μg·m L-1MC-LR组相比,10μg·m L-1MCLR+50μmol·L-1Z-VAD-FMK组细胞凋亡率明显降低,Caspase-3和Caspase-9相对表达量降低,差异均有统计学意义(P0.05)。且随着MC-LR染毒浓度的升高或染毒时间的延长,16HBE细胞凋亡率和Caspase-3、Caspase-9相对表达量呈升高趋势。研究表明,MC-LR可以通过线粒体Caspase依赖性途径诱导16HBE细胞凋亡。     

硫化镉量子点对人胚肝细胞L-02的毒性研究(Cadmium Sulfide Quantum Dots Induce Cytotoxicity in Human Embryo Liver Cells)

采用乳化液膜法自组合成硫化镉量子点(CdS quantum dots,CdS QDs),探讨CdS QDs的体外毒性作用及可能的作用机制.选用人胚肝细胞(L-02)作为细胞模型,采用不同浓度的CdS QDs(0.00、1.25、2.50、5.00、10.00、20.00、40.00μg·mL-1)对L-02细胞进行染毒.24h后,检测细胞内乳酸脱氢酶(LDH)释放量、谷胱甘肽(GSH)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力,并比较加入抗氧化剂N-乙酞半胱氨酸(NAC)后细胞存活率的变化,同时测定了细胞内外的镉离子浓度.结果表明,与空白对照组相比,CdS QDs单独染毒组细胞存活率显著降低(p<0.05或p<0.01);加入抗氧化剂NAC后,10.00、20.00、40.00μg·mL-1染毒组细胞存活率与单独染毒组相比显著上升(p<0.01).CdS QDs浓度为5.00μg·mL-1时,细胞内Cd2+的浓度略高于细胞外Cd2+的浓度,在其他浓度下,细胞外Cd2+的浓度均显著高于细胞内Cd2+的浓度.当作用浓度上升至10.00μg·mL-1时,人胚肝细胞内LDH含量显著增加,且随着作用剂量的升高,LDH含量逐渐增加.与空白对照组相比,40.00μg·mL-1CdS QDs染毒组SOD活力和20.00μg·mL-1CdS QDs染毒组GSH含量均显著降低(p<0.05).Cd2+易透过L-02细胞的细胞膜而进入细胞内,从而造成细胞损伤.氧化损伤可能是CdSQDs对L-02细胞毒性作用的机制之一.     

纳米Zn/Al-水滑石对Hela细胞的氧化应激效应

为初步探讨纳米Zn/Al-水滑石对Hela细胞的氧化应激效应,采用不同浓度的纳米Zn/Al-水滑石悬液(0、50、100、200、400、800μg·mL-1)对Hela细胞进行染毒,12h后检测Hela细胞中超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量.结果表明,随着纳米Zn/Al-水滑石染毒浓度的升高,Hela细胞SOD活性逐渐降低,较低浓度组(≤100μg·mL-1)与对照组无显著性差异(p>0.05),较高浓度组(≥200μg·mL-1)与对照组存在显著性差异(p<0.01);随着纳米Zn/Al-水滑石染毒浓度的升高,Hela细胞GSH含量也逐渐降低,较低浓度组(≤50μg·mL-1)与对照组无显著性差异(p>0.05),较高浓度组(≥100μg·mL-1)与对照组存在显著性差异(p<0.05或p<0.01);在实验浓度下,Hela细胞SOD活性和GSH含量与纳米Zn/Al-水滑石染毒浓度呈明显的剂量-效应关系.以上结果提示,较高浓度的纳米Zn/Al-水滑石对Hela细胞可产生一定的氧化应激效应,较低浓度的纳米Zn/Al-水滑石则具有一定的生物相容性.     

五氯酚和八氯代二苯并二噁英复合暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

为了评价环境中五氯酚(PCP)和八氯代二苯并二噁英(OCDD)对水环境以及鱼类的影响,以斑马鱼为模式生物,研究了PCP和OCDD对其胚胎发育的单一及复合毒性效应.结果表明,PCP单独暴露(浓度25μg·L-1～5mg·L-1)对斑马鱼胚胎发育具有较强的毒性效应,可导致胚胎孵化率显著下降,死亡率、畸形率显著上升,而OCDD单独暴露(200、500μg·L-1)对斑马鱼胚胎发育没有明显的毒性效应;OCDD与环境浓度的PCP复合暴露(OCDD+PCP1:250μg·L-1+25μg·L-1;OCDD+PCP2:250μg·L-1+50μg·L-1)对斑马鱼胚胎的存活与发育等没有显著影响,对斑马鱼胚胎内CYP1A基因表达以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的酶活力也没有显著影响,在实验浓度下二者共存没有明显的复合毒性效应。     

水体中石油污染土壤对鲫鱼及其肝脏抗氧化系统的毒性效应（The Toxicity of Oil Polluted Soil in Aquatic Environment on Carassius auratus and Its Hepatic Antioxidant Defense System）

在室内模拟条件下,研究了水体中不同浓度石油污染土壤暴露20d对鲫鱼(Carassius auratus)幼体死亡率和肝脏抗氧化系统的影响.结果表明,鲫鱼死亡率随其暴露浓度的变化明显分为3个部分:低浓度(0.5～5.0g·L-1)摄食死亡,中等浓度(5.0～25.0g·L-1)吸收死亡,高浓度(25.0～50.0g·L-1)胁迫死亡.1.0g·L-1浓度组死亡率最高,死亡速率最快;50.0g·L-1浓度组在暴露后期死亡速率迅速升高.鲫鱼肝脏中谷胱甘肽硫转移酶(GST)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性可被显著诱导,具体表现为:在所设浓度范围内,幼体鲫鱼肝脏GST活性均受到显著激活,0.5g·L-1浓度下,GST活性被最大程度诱导,达到对照组的606%;SOD活性先升高后降低,10.0g·L-1时酶活性最强,50.0g·L-1浓度下活性被显著抑制;CAT活性于0.5g·L-1就被显著诱导,2.5g·L-1浓度是对照组的4.86倍.可以认为,鲫鱼肝脏SOD和CAT,尤其GST活性对水体中石油污染土壤较敏感,均可作为水生生态系统中石油污染存在的早期检测指标.     

低浓度五氯酚暴露对稀有鮈鲫体内SOD活性、GSH和HSP70含量的影响

为筛选检测低浓度五氯酚(PCP)对水生生物毒性效应较敏感的指标,将稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)暴露于浓度分别为0.5、1.5、5.0、15和50μg·L-1的PCP中2、7、14、21d,同时设乙醇对照组,检测稀有鮈鲫体内(整体匀浆)超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽(GSH)、热激蛋白70(HSP70)含量等生化指标.结果表明,相同暴露时间下,随着PCP暴露浓度的升高,SOD活性均表现为先抑制后激活趋势,GSH和HSP70含量无明显变化;相同暴露浓度下,随着PCP暴露时间的延长,SOD活性均表现为先激活后抑制趋势,GSH和HSP70含量无明显变化.初步认定相对于GSH、HSP70含量,SOD活性的变化可以更有效地反映低浓度PCP对稀有鮈鲫的毒性效应.     

林丹短期暴露下的斑马鱼（Brachydanio rerio）组织学变化

以斑马鱼(Brachydaniorerio)为受试生物,初步探讨了林丹对斑马鱼的急性毒性以及不同浓度(0.01μg·L-1、1.0μg·L-1、100.0μg·L-1)的林丹暴露36d后对斑马鱼鳃和肝组织结构变化的影响.结果表明,林丹对斑马鱼96h-LC50为97.98μg·L-1,95%可信限为94.38￣101.72μg·L-1.当林丹浓度为0.01μg·L-1时,斑马鱼的鳃和肝组织结构未发生明显变化,而暴露在1.0μg·L-1和100.0μg·L-1林丹溶液中的斑马鱼的鳃和肝组织结构变化显著.斑马鱼鳃组织变化为:上皮细胞残损、脱落,鳃小片上皮细胞水肿,柱细胞变形.斑马鱼肝组织变化为:部分肝细胞肿大,细胞核萎缩变形或偏离细胞中心,胞质疏松,空泡明显增加,细胞质中可见脂沉积.与1.0μg·L-1林丹暴露相比,暴露在100μg·L-1林丹溶液中的斑马鱼鳃和肝组织结构受到的损害更为严重.     

2,2′,4,4′-四溴联苯醚（BDE-47）对4种海洋微藻的急性毒性

多溴联苯醚(PBDEs)是一类具有生态风险性的新型持久性有机污染物,其中BDE-47是对生物和人体毒性最强的PBDEs同系物之一.选择4种海洋微藻(海水小球藻、牟氏角毛藻、中肋骨条藻和赤潮异弯藻),采用概率单位-浓度对数法研究了BDE-47对海洋微藻的急性毒性效应(BDE-47浓度梯度设置为0、0.1、1、5、10、50μg·L-1).结果显示,BDE-47对海水小球藻、牟氏角毛藻、中肋骨条藻和赤潮异弯藻的96h半效应浓度(96hEC50)分别为0.79、1.52、1.99和2.25μg·L-1,表明BDE-47对海洋微藻属于极高毒性物质.