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镉作为重金属的一种,具有很强的生物毒性。自然界中的镉分布十分广泛,包括陆地,海洋,空气以及生活在这些环境中的植物,动物,水生生物等。近年来,随着经济的发展,工业化程度越来越高,由工业排污引起的环境污染也越来越严重,镉污染就是其中一个。这些镉进入水体,土壤等,再经过食物链进入人体。镉的半衰期很长,且不容易排出体外,容易在体内富集,损伤人体的各个器官以及免疫系统、神经系统,对人体健康造成严重影响。自第一例镉中毒事件发生以来,国内外的研究人员对镉的毒性进行了广泛的研究,基本弄清了镉的吸收以及镉产生毒性作用的生物过程,但是,镉代谢及调控过程的具体机制尚不清楚。所以,在本研究中,我们选用小鼠和家蚕为研究材料,利用二维电泳结合质谱技术,通过蛋白质组学分析小鼠血清和家蚕中肠中镉诱导的蛋白变化,再结合荧光定量PCR和Western blot,进一步验证这些蛋白基因水平上的变化和蛋白水平上的变化,从而找出潜在的与镉中毒有关的蛋白标志物。此研究在镉中毒的预防和检测方面有着极其重要的作用,并为下一步深入探讨镉中毒的分子机制提供了依据。目前研究得到以下结果: 1.给小鼠喂食含有不同浓度镉的食物,模拟镉污染的环境,观察记录小鼠的存活情况。结果表明,对照组和10ppm组小鼠没有发现任何异常情况,发育良好;102 ppm和103 ppm组的小鼠出现了行动迟缓,活动量减少的情况,而雄性小鼠104ppm组在喂养一周后全部死亡。选用对照组和102ppm镉处理组的血清进行下一步的实验。通过二维电泳对小鼠血清进行差异蛋白表达谱的分析,再经质谱分析,鉴定出8个差异蛋白,分别为载脂蛋白A-Ⅳ(Apolipoprotein A-Ⅳ,0.61倍),妊娠带蛋白(Pregnancyzone protein,0.73倍),载脂蛋白A-Ⅰ前体(Apolipoprotein A-Ⅰprecursor,0.30倍),视黄醇结合蛋白(Retinol-binding protein,0.73倍),淀粉体P成分前体(amyloid P-component precursor,2.96倍),载脂蛋白E(ApolipoproteinE,5.02倍),载脂蛋白C-Ⅲ前体(Apolipoprotein C-Ⅲ precursor,≧10倍),载脂蛋白A-Ⅱ(Apolipoprotein A-Ⅱ,≧10倍)。通过实时荧光定量PCR分析这些差异蛋白基因在肝脏组织中的表达情况,发现有三个蛋白的表达情况与二维电泳结果不一致,再通过Western blot进一步验证这三个蛋白的表达情况,结果与二维电泳结果一致。 2.以家蚕为实验材料,从三龄起开始添食含有不同浓度镉的食物,观察记录存活情况,结果表明,镉含量超过10ppm的几个组的家蚕出现生长缓慢,体表颜色变暗的情况,并且100ppm以上的几个组,三天之后就开始出现死亡。我们选用对照组,1ppm处理组和10ppm处理组进行二维电泳差异蛋白表达谱的分析,经过质谱鉴定,分别得到14个和6个差异蛋白。通过GO分析,我们发现这些蛋白主要参与了能量代谢,膜蛋白的运输和吞噬等生物过程。