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微囊藻毒素(Microcystin,MC)是一类由蓝藻代谢产生的天然毒素,伴随蓝藻在世界上的广泛分布而普遍存在于各类水体中。许多流行病学调查研究显示,长期处在低剂量MC暴露的人群,罹患肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)的可能性更高,而目前仍缺乏MC暴露与肝癌的发生发展相关的直接证据。KrasV12斑马鱼是一种在盐酸多西环素(Doxycycline,Dox)诱导下在肝脏能够同时实现致癌基因kras和荧光蛋白EGFP表达的实验模型。为了探究MC引发的促肿瘤效应,本实验选用毒性最强的藻毒素异构体MC-LR,以krasV12转基因斑马鱼为暴露对象,通过急性暴露和亚急性暴露两种方式观察MC-LR对处在生命阶段早期的krasV12转基因斑马鱼的促肝癌效应。从MC-LR的蓄积、斑马鱼基础形态指标、与癌症相关基因和蛋白的表达、肝脏病理情况等方面探究MC-LR促肝细胞癌效应的可能分子机制。为探究MC暴露与肝细胞癌发生之间的具体关系提供一定的数据支持和理论基础。主要结论如下:1.经Dox诱导的krasV12转基因斑马鱼仔鱼暴露于0、0.1、1 mg/L MC-LR 3 d后能够影响krasV12转基因斑马鱼仔鱼的发育并提高krasV12转基因斑马鱼肝脏平均荧光强度。此外,最高浓度组的斑马鱼肝脏组织病理学切片呈现早期肝细胞腺瘤特征。荧光定量结果显示基因kras、mapk3、c-jun、prmt5、hdac3以及hspa9表达上调,tp53表达下调。同时蛋白精氨酸甲基转移酶5(Protein arginine methyltransferase 5,PRMT5)的表达水平在最高浓度组表达上调。2.PRMT5抑制剂(CMP5)的共暴露能够有效抑制MC-LR诱导的krasV12转基因斑马鱼肝脏平均荧光强度的增加。组织病理学切片显示MC-LR+Dox+CMP5组肝细胞异型程度较小。荧光定量结果显示与MC-LR+Dox组相比MC-LR+Dox+CMP5组基因prmt5和kras的表达较低。3.将krasV12转基因斑马鱼稚鱼暴露于(0、0.1μg/L MC-LR+20 mg/L Dox、1μg/L MC-LR+20 mg/L Dox和1μg/L MC-LR)15 d后发现,MC-LR能在肝脏部位累积,并促进krasV12转基因斑马鱼稚鱼肝细胞增殖,导致肝体指数(Hepatosomatic index,HSI)升高。与Dox组相比,最高浓度组HSI上升了1.6倍。病理组织学结果显示,最高浓度组出现典型肝细胞癌特征,而MC-LR单独处理组的斑马鱼肝组织仅有少量炎症细胞浸润。q RT-PCR结果显示,与对照组相比最高浓度组基因kras、mapk3、c-jun、prmt5、hdac3、hspa9以及tp53表达显著上调。以上结果说明,MC-LR可能是一种具有加速肝细胞恶性增殖的能力的促癌剂而非致癌剂。其机制可能是通过诱导原癌基因kras高表达所激活的MAPK通路以及活化PRMT5而引起的。CMP5可以通过下调prmt5和kras的表达进而抑制krasV12转基因斑马鱼仔鱼肝癌进展。