Evaluation of developmental toxicity and apoptotic induction of the aqueous extract of Millettia pachycarpa using zebrafish as model organism

Extensive and indiscriminate use of synthetic compounds and natural compounds obtained from plant sources have resulted in serious threats to the aquatic ecosystem and human health. Aqueous extract of the root of the plant, Milletia pachycarpa Benth, is currently used for killing fish in the state of Manipur, India. Moreover, this plant is also used as traditional medicine in this region. Although it is widely used in traditional medicine, there is limited information available regarding the adverse effects and mechanism underlying its toxicity. This study examined the effects of exposure to aqueous extract of M. pachycarpa (AEMP) on early embryonic development of zebrafish embryos and mechanisms underlying toxicity. Zebrafish embryos treated with different concentrations of the AEMP produced embryonic lethality and developmental defects. The 96-hr-LC₅₀ of AEMP was found to be 4.276 µg/mL. Further, multiple developmental abnormalities such as pericardial edema, yolk sac edema, spinal curvature, swim bladder deflation, decreased heart rate, and delayed hatching were also observed in a dose-dependent manner. Zebrafish embryo showing moderate-to-severe developmental defects following AEMP exposure cannot swim properly. Further, this study examined oxidative stress and apoptosis in embryos exposed to AEMP. Enhanced production of ROS and apoptosis was found in brain, trunk, and tail of zebrafish embryos treated with AEMP. Data suggest that oxidative stress and apoptosis are associated with AEMP-induced embryonic lethality and developmental toxicity in zebrafish embryos.     

六价铬诱导的肝细胞线粒体依赖性凋亡中VDAC1的作用

铬(chromium)是一种在工业生产过程中广泛使用的重金属,进入人体后可导致急慢性中毒,具有神经毒性、基因毒性、致癌性和免疫毒性。了解六价铬(hexavalent chromium,Cr(Ⅵ))的细胞毒性,进一步探究Cr(Ⅵ)的毒作用机制,可为防治Cr(Ⅵ)对人群健康的损害提供实验依据。电压依赖性阴离子通道蛋白1(voltage-dependent anion channel-1,VDAC1)参与调控线粒体外膜通透性,影响细胞凋亡;同时VDAC1也是BCL-2家族的重要结合位点,它可与BAX/BAK相互作用形成孔道,使线粒体内的凋亡相关蛋白,如细胞色素C等,进入胞浆,引起细胞凋亡。但VDAC1影响细胞凋亡的确切路径与分子机制,目前尚未完全研究清楚。使用L02人正常肝细胞作为实验对象,通过慢病毒包装法建立VDAC1低表达细胞系,检测在相同浓度Cr(Ⅵ)处理的条件下,与非染毒组相比,不同受试细胞的生存率、凋亡情况、活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)生成量、线粒体功能和凋亡诱导因子(AIF)的变化情况是否存在差异。结果表明,与VDAC1正常表达的细胞相比,VDAC1低表达组在Cr(Ⅵ)染毒的情况下,细胞生存率升高,凋亡率下降,细胞内ROS生成量减少,MPTP活性增加不明显,胞浆内细胞色素C(Cytochrome C,Cyt C)和AIF含量降低。上述研究结果表明VDAC1参与了由六价铬诱导的线粒体依赖性肝细胞凋亡,并且抑制VDAC1的表达可减轻因Cr(Ⅵ)暴露而引起的L02肝细胞损伤。     

柱孢藻毒素对草鱼淋巴细胞毒效应及氧化损伤机理研究

针对淡水水体拟柱孢藻水华产生的柱孢藻毒素,以我国典型食用鱼种草鱼(Ctenophar yngodon idellus)为实验材料,研究了其对鱼体免疫细胞毒效应及机理.结果表明,随着体外暴露剂量的增加,草鱼淋巴细胞活性逐渐降低,暴露24h后100μg·L-1柱孢藻毒素诱导组细胞活性仅为对照组的20%;对诱导组淋巴细胞的DNA检测发现呈现阶梯状电泳的典型细胞凋亡特征;应用流式细胞仪进一步检测了细胞凋亡率,表明1～100μg·L-1柱孢藻毒素均能够诱导细胞凋亡,并且其凋亡毒效应呈现明显的时间-效应和剂量-效应关系;诱导12h后,氧化应激产物活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)含量均明显上升,100μg·L-1柱孢藻毒素诱导组ROS含量为对照组的2.5倍,MDA含量为对照组的2倍,诱导24h后,1、10、50和100μg·L-1实验组氧化应激产物含量仍然明显上升,这说明氧化应激是柱孢藻毒素导致草鱼淋巴细胞DNA损伤的重要原因;RT-PCR技术对重要凋亡基因的检测表明,1～100μg·L-1实验组凋亡促进基因Bax表达显著增强(p<0.05),50和100μg·L-1高剂量组凋亡抑制基因Bcl-2表达显著降低(p<0.01).本研究从细胞水平揭示柱孢藻毒素对草鱼免疫细胞具有明显的毒性,该毒效应通过氧化应激介导的DNA损伤表现,凋亡是柱孢藻毒素对草鱼免疫细胞毒性的主要机制.     

Cr(Ⅵ)染毒对小鼠肝脏细胞凋亡以及凋亡相关蛋白的影响

为研究六价铬(Cr(Ⅵ))对生物体的细胞凋亡以及凋亡相关蛋白的改变,用0、25、50和100 mg·kg-1的重铬酸钾(K2Cr2O7)对小鼠进行1d或持续5 d灌胃,检测肝脏细胞凋亡以及p53、Bcl-2、Bax蛋白表达水平和caspase-3酶的激活.实验结果显示,Cr(Ⅵ)染毒1 d或5 d后,小鼠肝细胞凋亡率随染毒剂量的增加而增加,并呈明显的剂量-反应关系;p53、Bax蛋白表达升高,Bcl-2蛋白表达下降,easpase-3酶激活增加,且p53、Bcl-2蛋白表达水平和caspase-3酶激活水平在100mg·kg-1剂量组的2个染毒时间段与对照组相比均具有显著性差异,Bax蛋白表达水平仅在100 mg·kg-1染毒5 d的实验组与对照组相比具有显著性差异.结果表明,Cr(Ⅵ)能诱导小鼠肝脏细胞凋亡,p53、Bcl-2、Bax和caspase-3在这个过程中可能起重要作用.     

铅诱导的PC12细胞凋亡及caspase-3的激活

用MTT法及TUNEL法检测醋酸铅对PC12细胞活力和凋亡率的影响,并用荧光标记的特异性caspase-3抑制剂来测量caspase-3的激活.结果显示,PC12细胞暴露于浓度为0.1、1、10、100 μmol·L-1的醋酸铅中24 h后,凋亡率和caspase-3的激活显著增加,并具有剂量-效应关系;当铅浓度达到1 μmol·L-1及以上时,细胞活力明显下降.因此可以推论,铅能够诱导PC12细胞发生凋亡,caspase-3的激活可能在这过程中起了非常重要的作用.     

三丁基锡对正常人胚胎羊膜细胞凋亡相关蛋白表达的影响

首次采用蛋白质印迹法研究三丁基锡(tributyltin,TBT)对正常人胚胎羊膜细胞FL(human amniotic cells)的Bcl-2、Bax和p53表达的影响.结果显示,在0、1、2、3、4μmol·L-1三丁基锡下作用2 h后,FL细胞的Bax蛋白表达量随浓度增加逐渐升高,Bcl-2蛋白表达量仅在3、4μmol·L-1浓度组相比于对照组明显下降.作为凋亡是否发生的决定因素,Bax/Bcl-2比值在三丁基锡高浓度组(3、4μmol·L-1)相比于对照有显著升高;而p53蛋白表达量没有明显变化.研究表明,Bcl-2和Bax参与了TBT诱导的细胞凋亡.     

蛇毒制剂抗肿瘤活性和机理的研究进展

蛇毒含多种酶类和多种不同生理、药理活性蛋白,蛇毒中可分离出心脏毒素、细胞毒素、组分C等,毒性主要由破坏细胞膜而实现.蛇毒制剂治疗癌症有较好的效果,近年来国内外学者也越来越重视蛇毒制剂抗肿瘤机理的研究.蛇毒制剂在体内外的抗癌作用可能与蛇毒能调整多种抗氧化酶的活性,降低自由基的水平相关,另外眼镜蛇蛇毒因子可以通过免疫反应在细胞表面激活补体系统溶解肿瘤细胞,最近的研究还发现蛇毒制剂抑制肿瘤与其诱导肿瘤细胞凋亡有密切关系.     

甲醛对大鼠肺细胞醛糖还原酶的影响及醛糖还原酶功能研究

为了研究甲醛作用后大鼠肺细胞醛糖还原酶(AR)的活性变化以及AR在肺细胞损伤中的功能,首先通过大鼠肺细胞分离培养,观察甲醛对大鼠肺细胞AR活性的影响及AR抑制剂——盐酸小檗碱对AR活性的抑制作用;其次通过流式细胞仪检测甲醛及盐酸小檗碱对大鼠肺细胞周期和凋亡的影响.结果表明:1.0mmol·L-1甲醛作用24h使大鼠肺细胞AR活性显著增加,盐酸小檗碱对AR活性具有抑制作用;甲醛能够引起大鼠肺细胞凋亡,使G0/G1和S期的细胞比例下降,G2/M期的细胞比例增加;甲醛和盐酸小檗碱共同作用使大鼠肺细胞凋亡率较单纯甲醛组更高,同时G0/G1期的细胞比例增加,S和G2/M期的细胞比例下降.结果提示甲醛能够使大鼠肺细胞AR活性增加;AR活性增加可减少细胞凋亡,对甲醛引起的大鼠肺细胞损伤具有保护作用.