镉对长江华溪蟹金属硫蛋白mRNA表达的诱导及低分子量壳聚糖的联合作用

采用实时荧光定量PCR法,研究了不同浓度镉（Cd2＋）对长江华溪蟹（Sinopotamon yangtsekiense）金属硫蛋白（metallothionein,简称MT）在肝胰腺、鳃、肌肉和心脏中mRNA表达的诱导作用及低分子量壳聚糖（lowmolecular weight chitosan,简称LMWC）的联合作...     

镉诱导长江华溪蟹肝胰腺细胞凋亡研究

应用显微与亚显微技术和琼脂糖凝胶电泳方法,研究了不同浓度Cd2+(0、7.25、14.50、29.00、58.00和116.00mg·L-1)处理不同时间(24、48、72和96h)对长江华溪蟹(Sinopotamon yangtsekiense)肝胰腺细胞凋亡的影响.结果显示,29.00mg·L-1Cd2+处理48h,光镜下肝胰腺细胞凋亡主要表现为染色质不规则凝聚、固缩和边集;58.00mg·L-1Cd2+处理72h,细胞核碎裂,形成凋亡小体;116mg·L-1Cd2+处理96h,出现坏死细胞;电镜下48h和72h处理组肝胰腺细胞呈现典型的细胞凋亡特征,与光镜检测结果一致,具体表现为核边集、核膜折叠、核裂解形成凋亡小体.琼脂糖凝胶电泳图谱中48和72h处理组出现凋亡细胞所特有的DNA梯状条带,58.00mg·L-1Cd2+处理72h后条带尤为清晰.随着Cd2+浓度的增加和处理时间的延长,肝胰腺中凋亡细胞所占比例呈现先升后降的趋势,凋亡指数的变化表现出显著的剂量和时间效应关系.研究表明,镉能够诱导长江华溪蟹肝胰腺出现细胞凋亡.细胞凋亡的检测及凋亡指数的变化能够灵敏地反映出镉对水生动物的胁迫程度及毒性大小,可作为水生态环境镉污染的生物评估指标.     

华溪蟹功能性重组金属硫蛋白的表达及抗血清制备

采用SUMO融合表达系统表达河南华溪蟹金属硫蛋白(Metallothionein,MT),经Ni离子螯合柱分离纯化后,用SDS-PAGE、紫外光谱扫描鉴定,并对重组MT的金属结合及清除自由基能力进行了检测.同时,利用纯化的融合蛋白SUMO-MT免疫BALB/c小鼠制备抗血清,间接ELISA检测该抗血清的效价,Western blot和免疫组化染色检测其特异性.结果表明,河南华溪蟹MT以可溶形式获得表达,经金属螯合层析纯化后分析仍具有金属结合特性和清除羟自由基的生物学功能.免疫BALB/c小鼠后获得特异性的抗MT抗血清,该抗血清具有较高的效价和良好的特异性,可识别组织MT,用于免疫组化分析.     

Histopathological and biochemical alternations of the heart induced by acute cadmium exposure in the freshwater crab Sinopotamon yangtsekiense

Cadmium (Cd) is a highly toxic element in water. Its toxicity has been attributed to oxidative stress mediated by free radicals. Here we investigated the effects of Cd on the histopathology, antioxidant enzymes and lipid peroxidation of crustacean heart. The freshwater crabs Sinopotamon yangtsekiense were exposed to different concentrations of Cd for 1, 3, 5 and 7 d. After exposure, histological abnormalities were discovered, including myocardial edema, vacuolar and vitreous degeneration, and infiltration of inflammatory cells. Additionally, alterations in nuclei, mitochondria, rough endoplasmic reticulum as well as myofibrils were observed. Meanwhile, superoxide dismutase (SOD) activity was significantly increased after Cd exposure. Catalase (CAT) activity was only increased in the group exposed to 14.50 mg L⁻¹ Cd on day 5 and decreased with increasing Cd concentration and exposure time. Glutathione peroxidase (GPx) activity was increased in groups treated with 29.00, 58.00 and 116.00 mg L⁻¹ on days 1 and 3, and decreased thereafter. Besides, malondialdehyde (MDA) levels were significantly increased after 3 d of Cd exposure at all the indicated concentrations. These results showed that acute Cd exposure led to harmful effects on the histology of crab heart, which are most likely linked to Cd-induced oxidative stress.     

钙信号对镉诱导河南华溪蟹细胞凋亡的调控

以河南华溪蟹(Sinopptamon henanense)为研究材料,采用生理生化和酶学组织化学等方法,通过不同时间(12、24、48、72和96 h)不同镉浓度(0、14.5、29、58 mg·L-1)处理,首先研究了镉对肝胰腺细胞内钙调素(CaM)含量、钙ATP酶(Ca2+-ATPase)活性和细胞凋亡的影响;然后用Ca2+抑制剂EGTA和LaCl3预处理河南华溪蟹后再进行镉处理,以分析Ca2+信号对镉诱导肝胰腺细胞凋亡的影响.结果显示,镉处理引起肝胰腺细胞CaM含量和Ca2+-ATPase活性显著升高,并且Caspase-3和Caspase-9被激活.用Ca2+抑制剂EGTA和LaCl3预处理华溪蟹4 h后,再用镉处理48 h,镉诱导的肝胰腺细胞Caspase-3和Caspase-9活性上升都被阻断.结果表明:镉处理引起河南华溪蟹肝胰腺细胞Ca2+浓度发生变化,并通过CaM等信号分子调控Caspase-3/9活性,进而引发细胞凋亡.     

镉对河南华溪蟹副性腺组织的氧化性损伤作用

为了探明慢性镉胁迫对河南华溪蟹(Sinopotamon henanense)副性腺的生殖毒性作用,实验设置了2个镉浓度组(0.725和1.45 mg·L-1)、1个对照组、3个处理时间(7、14和28 d),研究了镉在副性腺组织的积累,以及镉对副性腺组织细胞结构、抗氧化酶,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性及脂质过氧化水平(MDA含量)、蛋白质羰基化(PCO含量)和DNA-蛋白质交联(DPC)的影响.结果显示,镉处理后在河南华溪蟹副性腺组织中的积累显著或极显著高于对照组,且随着时间的延长和镉浓度的增加,副性腺组织镉的积累逐渐增高;副性腺组织细胞结构发生了不同程度的改变,主要表现为上皮细胞与基膜分离甚至破裂导致细胞核丢失.镉浓度0.725和1.45 mg·L-1条件下处理28 d,基膜结构发生明显改变,上皮细胞和基膜之间出现较大空腔,上皮细胞细胞核变形.SOD和GPx活性先升后降,而CAT的活性则随着镉浓度的增加逐渐升高;PCO含量和DPC均随着时间的延长和浓度的增加而显著升高;MDA含量也呈明显的升高趋势,但在28 d有所下降.表明慢性镉胁迫对河南华溪蟹副性腺产生了明显的氧化损伤,可能会影响副性腺正常的生理功能.     

急性镉染毒对河南华溪蟹精子质量的影响

采用急性毒性实验方法,研究了镉(Cd2+)对河南华溪蟹(Sinopatamon henanense)精子质量的影响.实验设置了5个Cd2+浓度组(7.25、14.5、29、58和116 mg·L-1)和1个空白对照组,在2个染毒时间(5d和7d)采用特异性的荧光染料和流式细胞术(FCM)对精子成活率、膜完整性、顶体完整性及染色质结构进行了测定.结果显示,随着Cd2+浓度的增加和染毒时间的延长,精子的成活率下降,质膜和顶体缺失率上升,异染色质所占比率上升.在Cd2+浓度为58、116 mg·L-1条件下暴露5d后,精子成活率显著降低(p ＜0.05);Cd2+浓度为116 mg·L-1时,精子质膜完整性和染色质结构均有明显的损伤;而顶体状态在Cd2+浓度为29 mg·L-1时就呈现显著的损伤(p＜0.01).在Cd2+浓度为29、58、116mg·L-1条件下染毒7d后,精子成活率、质膜完整性和顶体完整性降低;在所有的染毒组,DNA结构受到了显著的破坏.结果表明,Cd2+暴露对华溪蟹精子质量有明显的影响.     

镉锌在河南华溪蟹鳃中的吸收途径及亚细胞分布研究

采用火焰原子分光光度法检测了河南华溪蟹(Sinopotamon henanense)鳃中重金属镉、锌的含量,进而探讨了镉、锌两种金属在河南华溪蟹鳃组织中的吸收途径及亚细胞分布情况.实验首先运用Ca2+通道抑制剂三氯化镧(La Cl3)和巯基抑制剂N-乙烷基顺丁烯二酰亚胺(NEM)对河南华溪蟹预处理4 h,然后再用不同浓度镉(50、100、500μg·L-1)、锌(100、1000μg·L-1)分别处理7 d.实验结果显示,La Cl3仅抑制了鳃组织中镉的吸收,而NEM抑制了鳃组织中镉、锌的吸收.在亚细胞组分中,La Cl3降低了镉在细胞碎片和细胞器中的分布,NEM减少了镉在热稳定蛋白及锌在热变性蛋白部分的分布;两种抑制剂均增加了锌在金属富含颗粒部分的分布.实验结果表明,在河南华溪蟹鳃组织的不同亚细胞组分中,镉、锌两种重金属的分布具有差异,推测La Cl3和NEM均可调控镉的吸收,而NEM只调控锌的吸收.     

Cd对河南华溪蟹(Sinopotamon henanense)主要组织器官SOD和POD同工酶的影响

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)的方法,研究了5种浓度的镉(Cd:7.25,14.5,29,58,116mg/L)对河南华溪蟹(Sinopotamonhenanense)肝胰腺、鳃和心脏中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)同工酶的影响。结果显示,在实验剂量范围内,随着Cd浓度的增加,肝胰腺和鳃中SOD同工酶和POD同工酶有显著的变化,包括新酶带的出现和酶带强度的变化.Cd对肝胰腺和鳃中SOD同工酶具有明显的激活效应,但是对POD同工酶却有抑制作用.Cd对心脏中SOD同工酶的影响不明显,基本没有变化,但却可以抑制POD同工酶的相对活性,包括酶带数和酶带强度的变化.表明SOD和POD同工酶的变化可以灵敏地反映Cd对河南华溪蟹的胁迫程度及毒性大小.     

Cu~(2 )对长江华溪蟹的毒性作用

人工控制条件下 ,初步研究了长江华溪蟹 (Sinopotamonyangtsekiense)对Cu2 的毒性反应 ,并探讨其作为环境监测生物的可能性 .结果表明 ,随浓度的升高、浸药时间的延长 ,Cu2 对长江华溪蟹的毒性增大 .Cu2 的毒性与长江华溪蟹性别也有密切关系 ,雄性个体对Cu2 的忍耐度低于雌性个体 ;对达到性成熟的长江华溪蟹个体 ,Cu2 毒性与其大小无明显相关性 .温度影响Cu2 对长江华溪蟹的毒性 ,较高温度 (18℃ )下的毒性高于较低温度 (14℃ )下的毒性 .图 3表 1参 16