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目的:采用斑马鱼动物模型研究一氧化碳释放分子(CORM-3)对X射线辐照后斑马鱼胚胎发育的作用,并初步探讨CORM-3的作用机制。材料和方法:用不同浓度的CORM-3溶液(0、6.25、12.5、25、50、100、200、400μmol/L)处理受精后4h(4hpf)的发育正常的斑马鱼胚胎并培养至144hpf,分别在不同的时间点观察并记录CORM-3对斑马鱼胚胎的死亡率、孵化率、畸形、胎动、心率、体长及其游泳行为等发育的影响。用10μmol/L的CORM-3预处理发育正常的4hpf胚胎1h后给予4GyX射线照射,观察CORM-3对X射线辐照后斑马鱼的死亡率、孵化率、畸形率、胎动及游泳行为等发育的影响;采用DCFH-DA荧光探针、SOD试剂盒分别检测24hpf胚胎体内的活性氧水平及SOD活性;采用吖啶橙(AO)染色,流式细胞分析(FCM)检测24hpf斑马鱼胚胎体内凋亡细胞;采用实时荧光定量分析(RT-PCR)检测斑马鱼胚胎凋亡相关基因表达以及蛋白免疫印迹(WB)检测斑马鱼胚胎体内蛋白表达水平。结果:(1)CORM-3对斑马鱼胚胎发育的影响:随着CORM-3浓度的增加,斑马鱼胚胎的死亡率逐渐增加,胎动、心率、体长逐渐降低;浓度为50μmol/L的CORM-3处理组开始可明显抑制胚胎孵化,致使胚胎孵化率降低(P<0.05);CORM-3浓度高于100μmol/L可导致斑马鱼幼鱼形态畸形,主要为心包水肿及卵黄囊水肿。在可见光实验中,CORM-3处理组的幼鱼游泳总距离随着浓度的增加逐渐降低,200和400μmol/L处理组幼鱼运动迟缓(P<0.05)。(2)CORM-3对X射线辐照后斑马鱼胚胎发育的影响:X射线辐照可导致斑马鱼胚胎的死亡率及畸形率的增加,孵化率、胎动及游泳总距离降低(P<0.05);CORM-3预处理可降低X射线对斑马鱼胚胎发育的影响,表现为死亡率及畸形率低于X射线辐照组,孵化率、胎动及游泳总距离高于X射线辐照组(P<0.05)。(3)CORM-3对X射线辐照后的斑马鱼胚胎体内活性氧水平以及SOD活性的影响:24 hpf时,X射线辐照组斑马鱼胚胎体内活性氧水平明显升高,SOD活性显著降低(P<0.001);CORM-3预处理进升高SOD活性,降低ROS水平(P<0.001),缓解X射线诱导产生的斑马鱼胚胎体内活性氧的蓄积。(4)CORM-3对X射线照射后的斑马鱼胚胎凋亡、凋亡相关基因以及蛋白水平的影响:AO染色及流式细胞分析显示X射线辐照组斑马鱼胚胎的早期凋亡细胞较对照组多,CORM-3预处理可降低X射线引起的细胞凋亡;RT-PCR显示X射线辐照组的促凋亡基因Bax、Caspase9、Caspase3的表达量高于对照组(P<0.05),抗凋亡基因Bcl2的表达量低于对照组;CORM-3预处理可改善X射线对胚胎损伤导致的凋亡相关基因的表达,下调Bax、Caspase9、Caspase3的表达,上调抗凋亡相关基因Bcl2的表达;Western blot结果显示CORM-3预处理可缓解X射线对斑马鱼胚胎导致的DNA损伤,γ-H2AX,P53蛋白表达量下降,Bcl2表达量升高。结论:1)CORM-3≥50μmol/L时对斑马鱼发育具有毒性作用;10μmol/L的CORM-3对X射线辐照后的斑马鱼的发育具有潜在的保护作用。2)10μmol/L的CORM-3促进SOD活性水平升高,降低胚胎体内的活性氧水平,通过抗氧化应激反应来保护X射线对斑马鱼胚胎的辐射损伤。3)10μmol/L的CORM-3通过调节凋亡相关基因的表达发挥抗凋亡作用以及促进DNA损伤的修复来保护X射线对斑马鱼胚胎的辐射损伤。