论文部分内容阅读
本文以斜纹夜蛾离体培养细胞系SL-1和草地贪夜蛾离体培养细胞系Sf9为供试生物试材,系统研究了鱼藤酮对SL-1和Sf9的细胞毒性和作用方式,对细胞膜通透性的刺激作用,相关关键酶活性的动态变化,重点研究了鱼藤酮对细胞膜的破坏作用,为全面阐明鱼藤酮呼吸抑制作用分子机制提供了新证据和新角度,也为植物源杀虫剂的作用机制研究提供参考,具有理论指导意义。主要研究结果如下:
1.测定了鱼藤酮对SL-1和Sf9细胞生长曲线的影响,明确了对其的毒力大小。采用台盼兰法测定了鱼藤酮对SL-1和Sf9细胞生长曲线的影响,处理浓度为0.05-50μg/mL时,可明显抑制细胞的分裂生长,且具有明显的剂量依赖性。MTT法测定结果表明,处理后2、12、24、36、48h,鱼藤酮对SL-1的LC50值分别为39.42、32.16、25.33、16.88、11.29μg/mL,对Sf9的LC50值分别为41.22、34.90、39.35、19.40、14.05μg/mL;鱼藤酮终浓度为0.05、0.5、1.0、10、50μg/mL时,对SL-1的LT50分别为18.19、14.95、10.76、6.92、4.53h,对Sf9的LT50分别为21.03、17.59、12.93、8.51、6.13h,鱼藤酮对SL-1和SF9细胞均有较强的细胞毒性。
2.运用形态观察和生化检测手段明确了鱼藤酮对SL-1和Sf9的作用方式。以0.01-100μg/mL范围内共13个浓度梯度鱼藤酮处理SL-1和Sf9,结果表明,随着浓度的增加或/和时间的延长,胞内出现大量空泡,细胞破碎,甚至细胞不贴壁,大量漂浮死亡,无明显大量凋亡小体出现;荧光显微镜观察结果表明,当鱼藤酮0.05、0.5、1.0、10、50μg/mL处理后细胞经Hoechest 33258染色细胞染色均匀,强度均高于CK,随着处理浓度的升高和处理时间的延长,漂浮细胞增多,被染细胞明显减少,未观察到细胞染色质明显边缘聚集高亮点,AO染色细胞内部为均匀暗绿色,未见明显大量出现大小不一的绿色亮点细胞。
扫描电镜观察细胞结果表明,鱼藤酮1、10μg/mL处理SL-1和Sf9细胞,细胞表面出现了不同程度的凹陷、褶皱或空腔,细胞膜结构显著破坏,随着药物浓度的增大,处理时间的延长,细胞呈现出逐渐干瘪和萎缩的趋势;透射电镜观察显示,细胞外微绒毛消失,细胞膜和细胞质出现了自溶的现象,细胞核变形,体积明显增大,核内染色质的分散,胞内出现大量空泡,细胞质线粒体肿胀,内质网结构松散,未见明显的凋亡小体。
DNA Laddar实验表明,鱼藤酮0.05、0.5、1.0、10、50μg/mL处理SL-1和Sf9细胞2、12、24、36、48 h,只检测到坏死细胞DNA图谱典型症状,未能检测到明显的呈规则间隔180~200 bp断裂的特征性DNA片段化。上述形态学研究和DNA琼脂糖电泳检测结果表明,鱼藤酮以0.01-100μg/mL处理SL-1和Sf9细胞72h内对细胞以毒杀作用为主,未能观察到明显的细胞凋亡特征。
3.明确了鱼藤酮对细胞膜通透性的刺激作用。鱼藤酮以终浓度0.05、0.5、1.0、10、50μg/mL处理SL-1和Sf9细胞2、12、24、36、48h后,随着用药浓度的升高,时间的延长,乳酸脱氢酶从胞内漏出量逐渐增加。鱼藤酮0.05、1.0、50μg/mL,处理SL-1和Sf9细胞2、24、48h,PI和异硫氰酸荧光素钠标记右螺旋糖苷染色,采用流式细胞仪测定,荧光强度均显著增强,反映了细胞膜通透性显著增强,剂量依赖关系明显,说明鱼藤酮处理对细胞膜通透性的刺激作用。
4.研究了鱼藤酮处理对膜电位的影响。终浓度0.05、0.5、1.0、10、50μg/mL鱼藤酮处理SL-1和Sf9细胞2、12、24、36、48h后,采用流式细胞仪对鱼藤酮处理后两种细胞的细胞膜电位进行测定,结果表明鱼藤酮处理细胞后,细胞膜的膜电位逐渐降低,且随着药物浓度的升高处理时间的延长现象越明显。鱼藤酮处理两种细胞后对细胞线粒体膜电位产生影响,随着用药浓度的增大,时间的延长,线粒体膜电位逐渐下降。
5.测定了鱼藤酮处理对还原性谷胱甘肽(GSH)含量和总ATP酶(ATPase)活性变化的作用规律。鱼藤酮0.05、0.5、1.0、10、500μg/mL处理SL-1和Sf9细胞2、12、24、36、48h,胞内蛋白含量显著高于对照,且随着浓度升高和处理时间的延长而逐渐升高,同时胞内还原型GSH含量逐渐降低,总ATPase、Na+-K+-ATPase活性降低,表明细胞膜被破坏,并随着鱼藤酮浓度的升高,处理时间的延长破坏程度越大。
通过上述系列研究结果,显示鱼藤酮对SL-1和Sf9细胞均以毒杀作用为主,作用方式和现象基本相同;鱼藤酮均可作用于昆虫细胞膜,重者直接破坏细胞膜结构,轻者增强通透性,细胞膜电位下降,同时抑制总ATP酶的合成,细胞膜Na+、K+离子泵受到破坏,同时ATP酶含量下降,进一步使线粒体膜电位下降,抑制线粒体呼吸链正常功能。