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水体富营养化引发的蓝藻水华对生态环境造成了严重破坏,藻细胞会释放微囊藻毒素(microcystins,MCs),给水生生物和人类健康带来严重危害,其中毒性最强的是MC-LR(microcystin-LR,MC-LR)。研究表明,性腺是MCs除肝脏之外的第二靶器官。学者们从产卵量、受精率、性激素水平、亲本传递等角度详细论证了MC-LR对鱼类的生殖毒性作用,但关于其作用机制仍需进一步的研究。本研究以斑马鱼(Danio rerio)为研究对象,采用急性暴露和亚慢性暴露的方式研究了MC-LR对斑马鱼卵巢的损伤作用,并探究其干扰卵母细胞发育的分子机制。急性毒性实验中,采取腹腔注射MC-LR的方式,研究MC-LR对斑马鱼卵巢的损伤效应及其作用机制。对性成熟雌性斑马鱼腹腔注射50、200μg/kg BW(body weight)的MC-LR,在注射3、9、24、48 h后取卵巢开展实验。结果表明,卵巢内卵母细胞发生空泡化、卵母细胞膜与滤泡细胞层连接组织缺失;注射200μg/kg的MC-LR 24 h后斑马鱼性腺指数(gonad somatic index,GSI)降低。急性暴露后,MC-LR抑制了斑马鱼卵巢内蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase 2A,PP2A)活性,并提高促成熟因子(maturation promoting factor,MPF)活性。MC-LR急性暴露后斑马鱼卵巢内丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)中的p38MAPK、细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated protein kinase,ERK)的转录水平显著上调,c-Jun氨基末端激酶(c-junamino-terminal kinase,JNK)未发生显著变化。研究表明,MC-LR暴露抑制斑马鱼卵巢PP2A活性,并提高MPF活性与MAPK信号通路中ERK1/2与p38MAPK的转录水平,进而干扰其卵母细胞的发育进程并产生生殖毒性。亚慢性暴露实验中,用1、5、20μg/L的MC-LR暴露性成熟雌性斑马鱼30 d。研究表明:亚慢性暴露后,MC-LR在斑马鱼卵巢中大量累积。对卵巢内卵母细胞分期计数发现,5、20μg/L的MC-LR暴露后,发生生发泡破裂(germinal vesicle breakdown,GVBD)的卵母细胞比例提高。MC-LR暴露后,斑马鱼卵巢PP2A全酶活性和卵母细胞成熟抑制因子(oocyte maturation inhibitor,OMI)活性降低,MPF活性和17α,20β-双羟孕酮活性升高。MC-LR亚慢性暴露后,MAPK家族中的ERK1、p38MAPK和JNK的转录水平升高。5、20μg/L的MC-LR暴露后,生殖相关基因vasa、dazl、nanosl的转录水平升高。研究表明,MC-LR亚慢性暴露可抑制斑马鱼卵巢PP2A活性,改变性激素分泌水平,影响MAPK家族基因和生殖相关基因的转录水平,从而诱导卵母细胞发生GVBD,干扰卵母细胞发育的进程。