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草鱼(Ctenopharyngodon idellus)是我国最为重要的淡水养殖鱼类。由于应激反应强烈,常造成养殖过程中的大量死亡。葡萄糖调节蛋白(glucose regulated protein, GRP)属于热休克蛋白(heat shock protein, HSP)亚家族成员,是一种分布在内质网腔中为适应内质网应激状态所产生的一类应激蛋白。GRP78是葡萄糖调节蛋白中的重要成员,葡萄糖调节蛋白也是内质网中标志性的分子伴侣,参与蛋白质折叠、装配与运转。在鱼体内抗氧化防御系统,包括过氧化氢酶、过氧化物酶等有抵抗重金属毒性的作用,可用于诊断重金属污染的指标。为了解草鱼应激反应的分子机理,我们开展了草鱼GRP78和抗氧化酶在抵抗温度、Pb2+胁迫中作用的研究。1、定量PCR结果显示,草鱼GRP78有广谱的本底组织表达水平,经34℃和4℃短暂诱导后,其表达水平有一定的上调,主要表现在肝、肾组织最为显著。受0.25mmol·L-1硝酸铅处理24h后,GRP78在各组织表达水平均有提高,其中肝组织较于其他组织表达量增多最为明显。2、为了解CiGRP78在温度、Pb2+胁迫反应中的功能,我们进行了42℃热激、4℃冷激的细胞保护实验。结果显示,CiGRP78不仅仅对原核细胞有冷、热保护作用外,对小鼠骨髓瘤细胞和草鱼肾细胞同样起到了保护作用。转染CiGRP78和未转染的CIK细胞在28℃培养36h内存活率没有显著变化,说明对于CIK细胞,转染载体和目的基因不会影响其生长状态。三种CIK细胞在低浓度铅的情况下,36h以内未转染与转染目的基因的CIK细胞存活率有显著不同,转染了目的基因的细胞一直比未转染和转染载体的细胞存活率高,在36h时仍然较高。另外,GRP78对重金属应激也显示出对细胞的保护作用。虽然机制目前并不清楚,但在高浓度铅胁迫下,24h内转染目的基因的细胞存活率显著高于其他两种细胞,但是36h时3种细胞存活率没有显著性差别。3、铅及其化合物是水体中常见的重金属污染源,会对鱼类产生巨大的危害。为了研究铅及其化合物对草鱼血清的抗氧化能力的影响,本文分别用不同浓度的Pb2+溶液处理草鱼,探究草鱼血清中过氧化氢(H2O2)含量的变化以及与草鱼血清中过氧化氢酶(CAT)和髓过氧化物酶(MPO)活性的关系。结果表明,低浓度的Pb2+对草鱼血清中H2O2具有刺激作用,其含量随着Pb2+浓度的增加而升高,当Pb2+浓度为0.25mmol·L-1时达到最高值。与H2O2含量变化相反,草鱼血清中CAT和MPO的活性随Pb2+浓度的增高而降低。在0.01mmol·L-1Pb2+作用时,CAT在48h时活力最强,以后逐渐衰减；而MPO的活力普遍增强,在72h最强,并在96h后维持较强的活力。在高浓度(0.25mmol·L-1)Pb2+作用时,CAT和MPO活性是受抑制的,其中CAT在48h最低,然后酶活逐渐恢复,96h时达到正常水平；MPO活力一直没有恢复,在72h时活力最低。