随着人类社会生产力的大幅提高及人口压力的不断增大,全球范围的淡水水体富营养化现象日趋严重,由此引起的蓝藻水华在世界范围内频繁暴发,伴随其产生的毒素与动物及人类健康的关系受到了越来越多的关注。微囊藻毒素(MCs)是淡水水体中出现频率最高、分布最广的一类蓝藻毒素。在已发现的80多种变体中,MC-LR的毒性最大。过去已知MC-LR是一种肝毒素,然而近两年有研究发现MCs具有胚胎毒性,可引发鱼类和哺乳动物胚胎发育异常。目前对于MC-LR的胚胎毒性研究多集中在一些常规指标(生长率,孵化率以及畸形率等),MC-LR引起的胚胎发育异常的分子机制相关研究还非常匮乏。本文通过研究MC-LR暴露所引起的斑马鱼胚胎孵化过程中基因和蛋白表达水平的变化情况来探讨MCL导致胚胎发育毒性的分子机制。　　 谷胱甘肽转移酶(GSTs)是一类二相解毒酶超基因家族,它们可以催化谷胱甘肽(GSH)与MCs结合来解毒。尽管许多新的GSTs亚族在非哺乳动物中不断被鉴定出来,但是关于鱼类GSTs的研究还是非常有限的。本文第一次对鲫鱼中多个GST的亚族进行了基因克隆,并通过腹腔注射急性染毒实验来研究鲫鱼肝脏,肾脏,肠中不同GST亚族转录水平变化情况,同时对导致这些变化的潜在机制进行了初步探讨。　　 主要结果和结论如下:　　 1.通过MC-LR对斑马鱼胚胎浸泡实验,研究了MC-LR对胚胎心跳,生长,发育等指标的影响。我们通过实验发现发现MC-LR具有胚胎毒性,可以显著的影响胚胎的发育。斑马鱼胚胎在浸泡过MC-LR(0.2,0.5,2,5 mg/l)96h后,孵化出幼鱼的心率,体长,畸形率都受到了影响。但是通过吖啶橙(AO)染色和阿尔新蓝(AB)染色发现,只有高剂量MC-LR的处理组中才会出现细胞凋亡和软骨发育不正常,活性氧(ROS)增加,以及caspase酶活力上升的现象。我们检测了凋亡通道上的重要基因的表达情况,发现p53,bax,Apaf-1,caspase-3,caspase-8和caspase-9表达不同程度上调,而凋亡抑制基因bcl-2有下调趋势。Caspase-3,caspase-8以及caspase-9的酶活水平在高剂量组5mg/l MC-LR处理下显著上调。由此我们推断MC-LR可以影响斑马鱼胚胎发育,并在高剂量条件下通过诱发氧化压力导致凋亡相关基因表达异常和caspases酶的活力上调最终诱发凋亡。为了研究MC-LR在相对低剂量条件下对斑马鱼胚胎的致毒机制,我们选择用蛋白质组学的方法对0.5mg/l MC-LR处理过的斑马鱼胚胎/幼鱼进行研究。结果显示0.5mg/l MC-LR处理过的斑马鱼胚胎/幼鱼有75个蛋白点显著变化(表达升高2倍或降低2倍),我们鉴定了其中的四十个点并对其进行了归类。我们发现MC-LR显著影响了细胞骨架蛋白,氧化压力相关蛋白,代谢相关蛋白,蛋白磷酸酶复合物的表达。我们选择了一些蛋白的基因进行mRNA水平变化的检测,发现基因表达的变化与蛋白表达的变化并不一致。mRNA表达与蛋白表达的不一致进一步了说明了机体对MC-LR反应的复杂性,这些有待于我们的进一步研究去揭示。　　 2.谷胱甘肽转移酶在MC诱发的解毒过程中起到重要作用,我们首先克隆了GST alpha,theta和pi的全长cDNA序列。为了建立这几个基因与其它哺乳类动物之间的进化关系,我们将这个几个GST亚族的氨基酸序列与其它物种中GSTs基因相应的氨基酸序列进行了比对分析和进化树的构建。我们发现鲫鱼GST与斑马鱼和鲤鱼中的相应基因有非常高的相似性。接下来我们检测了对鲫鱼腹腔注射MCs(50 and200μg kg-1 BW MC-LReq)后,鲫鱼肝脏,肾脏,肠中GSTs亚族的转录水平变化。GST alpha的转录水平在肝脏和肠中都受到抑制,但是在肾脏中的表达被诱导。GST theta的转录水平在低剂量染毒组显著降低。而GST pi的转录水平在高,低两个染毒组中都受到抑制。这些结果说明GST的各个亚族的转录水平在MCs染毒后的同一器官中,以及不同亚族在各种器官之间的变化趋势不同。