多溴聯(lián)苯醚對斑馬魚免疫相關(guān)基因表達的影響.pdf

1、隨著工業(yè)等許多領(lǐng)域的發(fā)展,持久性有機污染物對人類健康和環(huán)境的損傷也越來越大,其中有些物質(zhì)隨著POPs公約的締合,而逐漸被取締,盡管如此,很多國家尤其是亞洲地區(qū)由于沒有找到合適的取代物而繼續(xù)使用(如四溴聯(lián)苯醚);而有些物質(zhì)由于其獨特的優(yōu)勢以及目前對其研究的不透徹而沒有列入公約范圍內(nèi),所以目前仍在繼續(xù)使用(如十溴聯(lián)苯醚)。
　　本實驗選用的兩種物質(zhì),四溴聯(lián)苯醚(BDE-47)和十溴聯(lián)苯醚(BDE-209)同屬于多溴聯(lián)苯醚,是一種溴化阻

2、燃劑,廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)業(yè)、紡織業(yè)等。水環(huán)境是PBDEs的主要環(huán)境歸宿之一,研究水體中的PBDEs對水生生物的毒性具有重要意義。
　　本研究首先測定了三種濃度(0.01mg/L、0.1mg/L以及1.0mg/L)BDE-47暴露處理雌、雄斑馬魚3d、7d和14d后,斑馬魚幾種抗氧化酶(過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶)的活性變化以及脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛的含量變化。結(jié)果顯示BDE-47處理雌、雄斑馬魚后,其體內(nèi)的抗氧化酶的活性以及脂質(zhì)過

3、氧化產(chǎn)物的含量均發(fā)生了變化,暴露3d及7d的雌性斑馬魚的CAT活性隨濃度的增加而升高,暴露14d,CAT的活性隨濃度的增加而逐漸下降,雄性斑馬魚暴露于BDE-473d CAT的活性逐漸升高,7d及14d則呈現(xiàn)隨濃度增加先上升后下降的趨勢;雌性斑馬魚暴露于BDE-473d后GPx的活性呈現(xiàn)增加趨勢,但暴露7d及14d的實驗組GPx的活性雖然增加但卻低于空白對照組,雄性斑馬魚暴露處理后3d及14d GPx的活性呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢,暴露7

4、d卻是逐漸下降的;雌性斑馬魚暴露處理3d MDA的量逐漸增加,7d則表現(xiàn)為先上升后下降,到14d時,MDA的量逐漸降低,雄性斑馬魚的MDA的量則是升高的。說明BDE-47對斑馬魚產(chǎn)生了氧化應(yīng)激效應(yīng)。
　　其次,又測定了同樣三種濃度(0.01mg/L、0.1mg/L以及1.0mg/L)BDE-209暴露處理雌、雄斑馬魚3d、7d和14d后,雌、雄性斑馬魚體內(nèi)的抗氧化酶的活性及脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的含量與對照組相比均產(chǎn)生了變化,雌性斑馬魚暴

5、露處理3d及7d后CAT的活性逐漸降低,而暴露14d則表現(xiàn)為先上升后下降,而雄性斑馬魚暴露處理3d后低濃度實驗組CAT的活性最高,之后逐漸下降,處理7d及14d后表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢;GPx的活性變化及MDA的變化量在兩種性別的斑馬魚上均表現(xiàn)出大體一致的趨勢,大致趨勢為隨濃度的增加及時間的延長而逐漸升高。說明BDE-209對斑馬魚產(chǎn)生了氧化應(yīng)激效應(yīng)。
　　最后通過表達譜基因芯片技術(shù)篩選顯著差異表達的基因,對顯著差異表達的基因進

6、行GO分析,以及研究與這些顯著差異表達的基因相關(guān)的信號通路,篩選顯著差異表達的免疫相關(guān)基因,并對這些免疫相關(guān)基因的功能等進行進一步的研究,以及它們參與的信號通路等等。本研究中,0.1mg/L BDE-47實驗組中顯著差異變化的基因共有4688個,其中免疫相關(guān)基因共有37個,其中21個基因上調(diào)(差異倍數(shù)>3),16個基因下調(diào)(差異倍數(shù)<0.33);0.01mg/L BDE-209實驗組中發(fā)生顯著差異變化的基因有3836個,其中免疫相關(guān)基因

7、數(shù)目為32個,其中15個基因發(fā)生了上調(diào),17個則發(fā)生了下調(diào);而0.1mg/L BDE-209實驗組中發(fā)生顯著差異變化的基因數(shù)目為4786個,其中免疫相關(guān)基因總共有29個,其中上調(diào)的基因數(shù)為10個,下調(diào)的基因數(shù)目是19個。GO分析結(jié)果表明差異變化基因參與了多種分子功能和生物過程,0.1mg/L BDE-47實驗組中轉(zhuǎn)運活性、抗氧化劑活性、催化活性及酶調(diào)節(jié)活性的表達變化居前列,0.01mg/L BDE-209實驗組中電子載體活性、催化酶活性

8、及結(jié)合的表達變化居前三位,0.1mg/L BDE-209實驗組中催化酶活性、轉(zhuǎn)運活性及電子載體活性的變化大。三個實驗組中參與的生物過程分別包括生殖過程、免疫系統(tǒng)過程、代謝過程、發(fā)育過程、應(yīng)激反應(yīng)、生物調(diào)控以及對生化過程的正負調(diào)控等、生殖、生殖過程、生物過程正調(diào)控、生長、運動遷移、解剖結(jié)構(gòu)形成以及免疫系統(tǒng)過程等以及生殖、生殖過程、多生物組織過程、生物過程的正調(diào)控、運動遷移、節(jié)律運動、生長及免疫系統(tǒng)過程等,但每個實驗組中生殖及生殖過程的變化

9、都是最高的,我們推測可能通過影響斑馬魚生殖相關(guān)基因的表達而對斑馬魚的生殖造成影響。另外,通過對三個組的免疫變化基因的功能及信號通路進行分析,我們得知,三個實驗組免疫基因分別參與了12個、7個和12個信號通路,0.1mg/L BDE-47實驗組主要有p53信號通路、磷酸肌醇代謝、磷脂酰肌醇信號通路、JaK-STAT信號通路、TGF-beta信號通路、自噬的調(diào)節(jié)、氨基酸代謝、卟啉等代謝、嘌呤代謝、細胞凋亡、ABC轉(zhuǎn)運以及基底轉(zhuǎn)錄因子等,0.

10、01mg/L BDE-209實驗組中有JaK-STAT信號通路、TGF-beta信號通路、自噬的調(diào)節(jié)、嘌呤代謝、MAPK信號通路、細胞凋亡及基底轉(zhuǎn)錄因子,0.1mg/L BDE-209實驗組主要有p53信號通路、磷酸肌醇代謝、磷脂酰肌醇信號通路、JaK-STAT信號通路、TGF-beta信號通路、自噬的調(diào)節(jié)、氨基酸代謝、卟啉等代謝、MAPK信號通路、細胞凋亡、錯配修復(fù)以及基底轉(zhuǎn)錄因子等。參與信號通路的免疫基因可能通過這些信號通路來影響斑

11、馬魚對多溴聯(lián)苯醚的免疫反應(yīng),通過本實驗的研究,我們推測多溴聯(lián)苯醚可能會促進細胞凋亡,減弱機體對免疫的反應(yīng)。
　　為了驗證基因芯片的結(jié)果的準確性,我們篩選了十個顯著差異表達的基因進行Real-time PCR,這十個基因分別是mmp13、ifng1-2、cxcl12b、tnfsf10l4、bmp15、dnd、gpt2、fbxo5、melk、oep,結(jié)果顯示大部分基因的變化趨勢與表達譜基因芯片結(jié)果大體一致,說明本實驗表達譜基因芯片數(shù)據(jù)