基于蛋白组学的环境污染物毒性效应评价和作用机制研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shiyilang7879
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本研究旨在建立可用于水生态毒理学研究的基于胶的蛋白组学(双向电泳2-DE和差异凝胶电泳DIGE)研究方法,并基于该方法筛选环境内分泌干扰物质的蛋白标志物,同时结合传统毒理学研究手段以及基因组学手段从多指标多终点对毒性效应尚不明确的化合物进行内分泌干扰效应和神经毒性的评价并阐明其作用机制,最后将所建立的方法应用于其他水生生物并从蛋白角度对污染物的毒性作用通路进行阐述和预测。  利用DIGE技术,结合定量PCR技术和Western blot免疫印迹技术,对典型环境内分泌干扰物雌二醇(E2)和甲基睾酮(MT)暴露的稀有觞鲫肝脏蛋白组的进行了分析,并从差异蛋白图谱中筛选并验证了丙酮酸羧化酶在E2和MT暴露后mRNA水平和蛋白水平都发生显著下调,证明了该蛋白可作为环境内分泌干扰物的一个潜在蛋白标志物。同时证明了所建立的方法可适用于环境污染物的毒性评价以及生物标志物的筛选,为污染物早期预警提供有效的工具。  利用DIGE技术,结合体征指数、组织病理学观察、血液类固醇指标和下丘脑-垂体-性腺作用轴相关基因表达图谱,对苯并三氮唑的毒性效应及其作用机制进行了多指标多终点的研究,证明了该化合物具有弱雌激素效应,且其在雌、雄鱼体中的作用机制不同。同时对苯并三氮唑暴露的稀有鮈鲫雌鱼的脑蛋白组的2-DE分析表明,苯并三氮唑可通过影响细胞呼吸、G蛋白信号通路、钙离子信号通路、细胞周期和凋亡等作用通路对水生生物产生神经毒性,且作用机制与剂量有关。同时,结合定量PCR手段,筛选了CKBB,GS,HPCA,VDAC1和FLOT1A作为BT神经毒性的潜在生物标志物。  将2-DE技术应用于德克隆对中华鲟的毒性评价和毒性通路研究,得到27个与细胞应激、小G蛋白通路、钙离子信号通路以及糖代谢相关的差异蛋白(ratio≥2,p<0.05),对德克隆作用机制的预测表明该化合物可能与多溴联苯醚类似,即通过影响钙离子平衡,激活Ras信号通路,引起下游代谢过程和基因表达的变化。
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