锑对斑马鱼不同组织亚急性毒性效应研究

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锑(Sb)是一种有毒重金属元素,本实验受试生物斑马鱼(Danio rerio)是一种公认的模式生物,本论文创新性通过亚急性毒性Sb胁迫实验,探究不同浓度锑在斑马鱼各组织中的富集规律,并研究组织中相关抗氧化物质活性及含量变化,检测氧化应激及细胞凋亡相关基因m RNA的表达量,最后观察斑马鱼组织形态学及超微结构变化情况。通过初步探究Sb对鱼类的毒性效应,可为Sb污染的环境风险评估提供理论依据,对实现重金属对生物毒性影响研究具有重要意义。具体研究成果如下:(1)研究了亚急性毒性浓度Sb胁迫18d后斑马鱼肝脏、脑、鳃、肌肉等组织中锑的积累及分布情况。发现斑马鱼各组织中均有Sb的积累,含量最高分别可达:184.93±11.0、15.31±2.91、54.25±2.65、33.68±1.44 mg/g。且各组织Sb的积累量皆随着Sb胁迫浓度的增加呈增加的趋势。(2)斑马鱼肝脏、脑、鳃中超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性变化随浓度变化表现为低浓度促进,高浓度抑制,呈现先升后降的趋势。肌肉中SOD呈现下降趋势,CAT呈现先升后降再升的变化趋势。此外还发现,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)与对照组相比,活性均降低。谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量在斑马鱼肝脏、脑、鳃、肌肉中能够被显著诱导,随浓度增加而增高。Sb暴露可诱导鱼体产生活性氧(ROS),诱导抗氧化防御系统启动以抵御ROS毒害作用,但由于ROS未能被完全消除,使机体产生脂质过氧化,受到一定程度损伤。(3)斑马鱼肝脏、脑、鳃、肌肉中Nrf2、Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT、GPx、Bcl-2、p53等基因m RNA表达量在水相Sb暴露下可显著表达,而高浓度组Sb胁迫时,基因表达受到抑制。提示抗氧化防御系统启动以抵抗氧化损伤,但由于体内ROS积累对机体正常生理功能造成影响,基因的转录受到了抑制。(4)在高浓度Sb水平胁迫下,通过显微观察,斑马鱼肝细胞出现胞质空泡,伴有嗜酸性粒细胞浸润、核肿胀;鳃出现鳃小片上皮细胞肿胀增生,鳃小片粘黏,卷曲,并有部分断裂,鳃丝周围上皮细胞脱落;脑分子层出现微血栓、胶质细胞局灶性增生,分子层细胞增生、排列杂乱;肌纤维发生萎缩分裂且间隙明显变宽,出现肌纤维溶解、细胞聚集的现象。超微观察下,肝细胞核染色质凝聚,伴有线粒体肿胀、嵴模糊甚至消失,线粒体数量减少,糖原大量聚集,出现胞质空泡化、脂滴,粗内质网发生断裂;鳃上皮细胞肿胀,粘液细胞分泌旺盛,并出现大量空泡结构,泌氯细胞内线粒体肿胀,嵴模糊;脑处理组发现部分线粒体出现肿胀,嵴模糊甚至消失;肌肉处理组肌纤维间隙变宽。
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