随着湖泊富营养化情况的不断加剧,蓝藻水华污染日益严重。藻华暴发时铜绿微囊藻等优势藻类释放出大量的微囊藻毒素(MC-LR),危害环境以及生态系统,也为人类健康带来威胁。微囊藻毒素可以对水生动物、鸟类以及哺乳动物的肝脏、肾脏、生殖器官等造成损伤,甚至诱导肿瘤的发生,其毒作用性机制一直是人们关注的焦点。另外,因为MC-LR对蛋白磷酸酯酶(protein phosphatases1and2A)具有强烈的特异性抑制作用,而蛋白磷酸酯酶在胰岛素信号传导中也有着重要的作用,MC-LR引起胰岛素阻抗,从而影响糖代谢的可能性也值得关注。本研究旨在探讨MC-LR在细胞中的分布,以及其在细胞水平上攻击的靶位点,并研究MC-LR的慢性染毒对糖代谢的影响以及并诱导糖尿病的健康风险。本文采用了免疫组织化学技术与免疫电镜技术研究微囊藻毒素LR在小鼠细胞内分布,以含有100μg/L MC-LR的饮用水喂养小鼠3个月后,取其新鲜的肝脏组织,肾脏组织,胰腺以及睾丸进行免疫组化分析以及免疫胶体金标记。免疫组化结果发现MC-LR在肝脏,肾脏以及睾丸中均有大量分布,在胰脏中没有明显分布；且在肝脏中主要分布在肝窦膜上,肾脏中分布在肾远区小管附近,而在睾丸中则主要分布在间质细胞中,因其分布的位置均存在大量的有机阴离子转运多肽类(Organic anion transporting polypeptides, OATP),推测MC-LR的运送与吸收与之相关。免疫电镜的结果显示,在细胞内部,MC-LR大量存在于细胞的线粒体内,表明MC-LR的主要攻击位点在线粒体上,而其产生各种毒性效应的机制来源于线粒体结构和功能的破坏,以及由此产生的氧化应激效应。为探讨MC-LR影响对糖代谢紊乱的作用能力及其诱导糖尿病的健康风险,使用含不同浓度的MC-LR的饮用水喂养小鼠,定期测定小鼠体重和空腹血糖,在喂养达3个月时进行腹腔注射葡萄糖耐量试验(IPGTT),评价其葡萄糖耐量与胰岛素分泌水平。同时,应用了离体胰岛灌流系统测定了实验组第一时相的胰岛素分泌水平并测定了染毒小鼠肝脏中Akt和IRS-2的表达水平。由于藻华暴发通常与水体中的氮含量紧密相关,水中NH4-N浓度可以达到3.81mg L-1。有研究表明人体中的NH3含量过高可能影响肝脏的脂代谢能力,而水体中高浓度的NH4+进入人体,经代谢平衡后可能会引起体内NH3的含量升高,从而引起脂代谢紊乱,因此,在探讨了水体中NH4+-N对小鼠糖尿病的诱导作用。结果发现,从第2个月开始,各组小鼠的血糖水平已出现明显的分化,MC1μg/L染毒组和NH4Cl染毒组的小鼠,空腹血糖值与对照组相比已有了显著性上升,IPGTT显示MC1μg/L染毒组与NH4Cl0.1mg/L染毒组的小鼠的糖耐量与对照组相比均有明显下降,但是胰岛素分泌水平未见明显差异。离体胰岛灌流实验中,染毒组的第一时相胰岛素分泌均受到抑制,但是NH4Cl染毒组的小鼠胰岛素分泌的基础值远远高于对照组的小鼠,其胰岛素分泌一直处于相对较高的水平。与对照组相比,染毒组小鼠肝脏中Akt和IRS-2表达的测定发现两者较对照组相比,在染毒组小鼠肝脏中的含量显著下降,说明小鼠出现了明显的胰岛素阻抗,表明小鼠糖代谢的异常主要是由于胰岛素信号传导通路受阻造成的。