铅是有毒重金属,广泛存在于我们的生活环境中,进入生物体后对机体造成损伤。近年来关于铅的影响主要集中在神经系统,对动物消化系统方面的影响还不多见。木研究组前期的工作发现高浓度的铅使斑马鱼的胰外分泌酶原基因ela2l的表达量降低,可能对斑马鱼的消化系统有影响。Nrf是CNC-bZIP蛋白家族中的核转录因子,可以调节与抗氧化应激反应、抗炎反应、重金属解毒等相关基因的表达。通过Ensemb1和GenBank搜索发现,斑马鱼中有6个nrf同源基因,即nfe2,nrf1a,nrf1b,nrf2a,nrf2b和nrf3。为了研究6个,nrf在物种之间的关系,本实验对6个Nrf蛋白进行系统发育树分析,结果显示6个Nrf蛋白的分子进化趋势与物种进化趋势一致,尽管在硬骨鱼类中由于基因组倍增的原因,nrf1和,nrf2基因各产生了两个拷贝,但Nrf蛋白仍然是比较保守的。此外,本实验选取斑马鱼胚胎发育的十个不同时期(1cell、2cell、3.5 hpf、6hpf、 12hpf、24hpf、36hpf、48 hpf、72 hpf、96hpf),对其表达模式进行了详细的研究,结果显示,6个nrf在一细胞期都有转录信号且胚胎发育早期(48 hpf之前)全身广泛表达。72 hpf后,nrf1b、nrf2a、nrf2b、nrf3和nfe2基因的表达部位主要集中在头部,部分躯干、肠处,nrf2b还在脊髓处有微弱的表达。总体来说,6个nrf基因的表达部位基本重叠。本文通过双荧光素酶检测发现bach与nrf矿的旁系同源基因对胰外分泌酶原基因(tryl)的表达调控有差异或不一致,而且有剂量依赖性,如bach1a、bach2a、nrf1a、 nrf2a、nrf2b与nfe2对trl的表达有促进作用,而bach1b、bch2b、nrf1b与nrf3抑制tryl的表达,并且旁系同源基因nrf1a与nrf1b超表达时对tryl的调控作用正好相反,表明Nrf1a与Nrf1b的功能已发生歧化。本研究结果将为深入研究斑马鱼6个nrf基因和4个bach基因的功能叠加、互补及其功能歧化奠定基础。将bach/nrf旁系同源基因进行组合,得到5组bach2a/nr/3、nfe2/bach2b、nrf2a、bach2b、nrf2b/bach2b和nrf2a/bach1b的组合对tryl的表达有影响。这丰富了Bach/Nrf-MafK途径,有利于探究这些转录因子之间相互作用的网络调控。转染tryl到人293细胞,醋酸铅处理48 h后,我们发现与对照组相比,高浓度的醋酸铅(2×10-1g/L)能使tryl的表达降低,而低浓度的醋酸铅(2×10-3g/L)能使tryl的表达升高。Bach/Nrf-MafK途径中激活因子nrf2a与2×10-1g/L浓度的铅共同处理,与单独转染nrf2a的相比tryl的表达极显著降低。而在铅和抑制因子bachlb共处理组中,随着铅浓度的升高,tryl的表达升高。mafk与不同浓度的铅共同处理后,与单独转染mafk的相比,tryl的表达均有明显地升高。这可能是随着铅浓度的升高,铅减弱了Nrf2a-MafK, Bachlb-MafK和MafK-MafK二聚体与其调控基因上游元件(MARE)的结合能力。以上结果表明Bach/Nrf-MafK信号通路参与了铅的毒性过程,丰富了铅分子毒理学的研究内容。