丙烯酰胺对斑马鱼应激反应相关基因的研究

作者：徐悦; 梁利群^*; 孙博; 常玉梅; 赵雪飞

来源：农业生物技术学报, 2021, 29(09): 1785-1794.

• 丙烯酰胺
• 凝集素点印迹
• 谷胱甘肽硫还原酶(GSR)
• X盒结合蛋白1 (xbp1u)
• 水通道蛋白4重组蛋白(aqp4)
• 钙离子/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱγ2 (CaMK2g2)

丙烯酰胺(acrylamide, ACR)广泛用于土壤稳定化、水处理、工业产品和某些食品中,是重要的环境胁迫因子之一,其毒性正在引起全球关注。本研究以3日龄斑马鱼(Danio rerio)仔鱼和实验室自主培养的斑马鱼肠细胞(zebrafish intestine cells, ZFI)为研究对象,利用凝集素荧光标记技术和q RT-PCR对氧化应激反应代表基因谷胱甘肽硫还原酶(glutathione-disulfide reductase, GSR)、内质网应激反应代表基因X盒结合蛋白1 (X-box binding protein 1, xbp1u)、渗透压应激反应代表基因水通道蛋白4重组蛋白(recombinant aquaporin 4, aqp4)和应激信号通路结合蛋白钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(calcium/calmodulin-dependent protein kinaseⅡγ2, CaMK2g2)进行表达检测。结果表明,凝集素点印迹显示,与0mmol/L ACR耐受情况相比,12.5、25.0 mmol/L ACR耐受浓度下怀槐凝集素Ⅱ(maackia amurensis lectinⅡ, MAL-Ⅱ)、小麦胚芽凝集素(wheat germ agglutini, WGA)和花生凝集素(peanut agglutinin, PNA)的条带均在斑马鱼仔鱼及ZFI的45～60 kD中出现不同程度的变浅,其中ZFI在25.0 mmol/L耐受浓度下的凝集素条带改变更为明显。此外,在25.0 mmol/L ACR浓度下,ACR毒性对机体(18 h)和细胞(5 h)的损伤最大,qRT-PCR结果表明与上述应激反应相关的4个基因有所关联:对ZFI而言,aqp4、xbp1u表达量极显著上调(P<0.01),CaMK2g2、GSR表达量显著上调(P<0.05);对斑马鱼仔鱼而言,aqp4的表达量显著性升高(P<0.05),xbp1u、GSR表达量极显著性上调(P<0.01),CaMK2g2表达量无显著性改变(P>0.05)。上述结果表明:ACR毒性对细胞造成损伤的同时兼具全身性,并且其毒性作用机制与非生物性胁迫应激响应机制高度相关。本研究揭示了鱼体对ACR胁迫应激响应机制,有利于保护鱼类等水生生物免受ACR毒性侵扰。

• 单位
  东北林业大学; 上海海洋大学; 中国水产科学研究院黑龙江水产研究所