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镉是生物毒性最强的重金属之一,它在环境中广泛分布,近年来,由于工业活动的扩张以及污染物的排放,环境中的镉污染问题日益严重,镉可以通过食物链在人体内富集,对人体健康造成严重影响。国内的研究者对镉的毒性进行了广泛的研究,但镉的毒性机理仍然不清楚。因此,本研究以小鼠和人Huh-7细胞为实验材料,研究镉的生物毒性,并且利用二维电泳技术和质谱技术整体的考察小鼠血浆中与镉中毒相关的蛋白,并用实时荧光定量PCR技术分析了其他组织中与差异蛋白相对应基因的表达情况以及镉胁迫下的人Huh-7细胞中相关基因表达情况。从而发现镉中毒后潜在的生物标志物,进一步阐明镉的生物毒性的分子机理。其结果如下:
1.选用小鼠作为实验材料,添食含有不同浓度镉的饲料,结果暴露在104ppm镉浓度下雄性小鼠6天后全部死亡,而暴露在相同浓度镉的雌性小鼠全部存活,然后选用暴露在100ppm镉浓度的雄性小鼠,和对照组即暴露在0ppm镉浓度的雄性小鼠的血浆进行二维电泳分析,获得了6个蛋白差异点,并利用MALDI-TOF质谱技术鉴定到了5个差异蛋白点,与对照组相比镉诱导上调的是3个差异点分别是组织相容性抗原Ⅰ类H2,Q10蛋白(H2-Q10,3倍)、主要尿蛋白11(MUP11.38倍)、未鉴定蛋白(3倍);镉诱导下调的3个蛋白点是核黄素脱氢酶(Flavinreductase,0.5倍)、过氧化物酶-2(Peroxiredoxin-2,0.52倍)、血红蛋白-β1(Hemoglobinbeta1,0.47倍),实时荧光定量PCR分析相关差异蛋白基因在其他组织中的表达情况表明:镉对差异蛋白基因在不同组织的表达影响是不一样的,差异蛋白基因在其他组织表达变化与血浆中的蛋白变化不具有一致性。但是,在肝脏中主要尿蛋白11(MUP11)基因的表达与镉暴露存在剂量关系。
2.以人Huh-7细胞为实验材料,使其暴露在不同浓度镉的环境中,结果表明镉浓度大于10μM,会抑制细胞生长,大于100μM,细胞死亡。我们检测了暴露在0、2、5、8μM镉的人Huh-7细胞内与主要尿蛋白11(MUP11)同源的载脂蛋白2(lipocalin2)的表达情况,结果表明,镉诱导了lipocalin2表达量的增加,并且lipocalin2表达量随着镉浓度的增加而增加。