刺参在高温、营养缺乏、阳光照射或紫外线照射等环境下会发生体壁溶化现象,自溶问题一直是刺参养殖、贮藏、运输和加工过程中的一个关键问题。因此,了解刺参的自溶机理有助于刺参的养殖和加工。研究表明凋亡在刺参自溶初期起着至关重要的作用,然而目前尚不清楚细胞凋亡是如何启动的。本文以鲜活刺参(Stichopus japonicus)作为研究对象,通过荧光倒置显微镜检测了刺参体腔液细胞内活性氧(ROS)的变化以及线粒体膜电位的变化。此外,还检测了刺参体腔液细胞内超氧化物歧化酶(SOD)的活性变化以及自溶时期细胞钙离子浓度变化。采用免疫印迹技术,从蛋白水平检测刺参经紫外线照射后Bcl-2、Bax、caspase-3蛋白表达水平。通过注射广谱性抑制剂Z-VAD-FMK,明确caspase-3和caspase-9在刺参自溶过程中的作用,并检测caspase-3 mRNA表达水平变化。研究表明,紫外线照射导致刺参体腔液细胞ROS含量增加,消耗了大量SOD,导致细胞内SOD含量下降。同时,体腔液细胞内钙离子含量增多,并伴随着细胞线粒体膜电位的下降。免疫印迹的结果表明,刺参经紫外线处理后,线粒体内Bax蛋白含量增多,而Bcl-2在线粒体中的表达量却降低,实验结果表明这些数据的变化都与caspase-9和caspase-3息息相关。于此同时,刺参体腔液细胞内pro-caspase-3表达量逐渐降低,而caspse-3 mRNA表达水平上调。此外,实验数据表明,应用广谱性抑制剂Z-VAD-FMK抑制caspase-9和caspase-3活性后会减缓由紫外线诱导的刺参自溶现象。综上所述,刺参发生自溶时伴随着细胞凋亡现象,并且是通过caspase依赖的线粒体凋亡途径介导的。本研究结果为解析刺参自溶机理提供了新的认知。