千屈菜的组织培养及再生体系建立的研究

以千屈菜的嫩茎为材料,进行了愈伤组织的诱导和分化、不定芽分化、试管苗生根、移栽、扦插和移植的研究,成功建立起千屈菜的无性系.结果证明:MS+BA0.2mg/L+2,4-D0.8mg/L和1/2MS+BA0.2mg/L+2,4-D0.8mg/L是诱导培养嫩茎愈伤组织的理想培养基;MS+AgNO31.0mg/L+BA0.6mg/L+NAA0.2mg/L是嫩茎愈伤组织分化培养的理想培养基;MS+BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L是不定芽分化继代培养的理想培养基;1/2MS+IAA0.2mg/L是试管苗生根培养和生根继代培养的理想培养基;炉灰渣是试管苗移栽和扦插的理想基质;移植到花坛上的试管苗生长旺盛,根系增加1倍左右.

条斑紫菜抗坏血酸过氧化酶基因的克隆及生物信息学分析

结合电子克隆及RT-PCR技术获得条斑紫菜(Porphyrayezoensis)过氧化物酶基因。该基因cDNA序列长847 bp,包含编码245个氨基酸的开放阅读框。生物信息学分析结果显示,该基因编码蛋白无信号肽序列,与高等植物拟南芥的细胞质抗坏血酸过氧化物酶蛋白序列同源性较高,在细胞质中行使功能。此外,该基因的进化历程基本符合植物从低等到高等的进化过程。

苯线磷和甲胺磷对TF-1细胞乙酰胆碱酯酶影响的差异

有机磷农药(organophosphorus pesticides,OPs)具有较强的神经毒性,主要是通过抑制胆碱能神经传导中的关键酶,乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE,EC 3.1.1.7)的活性来实现的。苯线磷和甲胺磷是广泛用于农业生产的OPs,但对它们抑制人AChE活性的机制研究十分有限。本研究应用2种不同的给药方式,包括对培养的细胞和细胞裂解液进行药物处理,明确苯线磷和甲胺磷对人血液白血病细胞系TF-1中AChE酶活性的直接作用和对AChE基因转录表达的影响,从而揭示苯线磷和甲胺磷抑制AChE酶活性的机制与两者的差别。结果表明,高浓度苯线磷(10^(-3) mol·L^(-1))处理后,TF-1细胞活力降低,同时诱导细胞凋亡和坏死;而所有被试浓度的甲胺磷对细胞活力均没有明显影响。此外,对于TF-1细胞裂解液中的AChE,苯线磷和甲胺磷短期处理(1 h和5 h)均可产生直接抑制作用,其中苯线磷的抑制作用略强于甲胺磷(孵育1 h,IC_(50)值分别为1.181×10^(-6) mol·L^(-1)和2.837×10^(-6) mol·L^(-1))。对培养细胞的药物处理实验结果显示,苯线磷和甲胺磷(10^(-6) mol·L^(-1)和10-5 mol·L^(-1))处理24 h后,均显著降低了TF-1细胞的AChE酶活性,苯线磷的抑制率略高于甲胺磷。而与对酶活性的抑制作用相反,苯线磷和甲胺磷对TF-1中AChE H转录本表达有轻微的上调作用,以甲胺磷更为明显,提示存在反馈调节机制。总结上述结果,我们发现苯线磷对TF-1细胞中AChE的抑制作用总体略强于甲胺磷,而甲胺磷对AChE基因表达的反馈上调作用更明显。从而首次从对AChE酶的直接抑制作用和生物合成影响的不同角度阐述了2个OPs对AChE影响的差异,为进一步的分子机制研究提供了实验数据。

二恶英暴露下奶牛血液代谢组学研究

旨在研究食用被PCDD/Fs污染的饲料对奶牛血液代谢组的影响.选择飞灰作为PCDD/Fs的载体,暴露期间将30 g飞灰与40 kg奶牛饲料均匀混合,使用配制的污染饲料饲喂奶牛,连续饲喂38 d后采集血液.采用液相色谱-质谱(LC-MS)联用技术对血液进行代谢组学分析,并且结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)对代谢轮廓进行模式识别分析并筛选差异代谢产物.共鉴定差异代谢物50个,主要为氨基酸、胆酸、磷脂与脂肪酸类成分.将差异代谢物进行通路分析并注释,涉及19条代谢通路,主要与氨基酸、脂肪酸及胆碱代谢相关.PCDD/Fs暴露干扰了奶牛的脂肪酸代谢、氨基酸代谢、磷脂代谢、胆汁酸代谢,可作为PCDD/Fs暴露的靶标代谢通路供进一步的研究.

TCDD对胶质母细胞瘤中环氧合酶2基因表达的影响和生物学作用

胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)是最常见的恶性脑肿瘤,其复发率和死亡率居高不下。环氧合酶2(cyclooxygenase 2,COX2)在正常生理条件下几乎不表达,但持续高表达的COX2常见于各种恶性肿瘤和癌前状态,并参与诸多肿瘤发生发展过程,如血管生成、免疫抑制、迁移侵袭以及化疗抵抗等。二噁英类污染物作为一级致癌物,但目前有关二噁英对GBM发展的研究十分有限。本研究旨在探究二噁英暴露影响GBM发展的分子机制。以COX2为标志物,明确二噁英类污染物中毒性最强的2,3,7,8-二苯并-p-二噁英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,TCDD)对胶质母细胞瘤U87细胞中COX2基因表达的影响以及芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)在之中的作用,并借助转录组测序进一步探究TCDD暴露后U87细胞中COX2参与的生物过程。实验结果显示,TCDD以AhR依赖的方式上调U87细胞中COX2基因表达并具有时间-剂量依赖效应。转录组分析结果表明,TCDD暴露显著改变了U87细胞中细胞黏附、胞外刺激检测以及膜转运等相关通路的基因表达,COX2可能通过影响脂质形成和维持炎症反应参与U87的改变。进一步的互作分析发现COX2基因与IL1B和CYP2E1相关。本研究补充了TCDD在U87细胞中上调COX2表达的可能机制和影响,并为今后对二噁英促癌作用的研究提供参考。

基于C2C12细胞的2,7-二溴咔唑肌发育毒性效应

肌肉有执行机体运动和能量代谢的重要作用。据报道二噁英暴露可严重影响肌肉发育。但目前与多氯代二苯并呋喃(polychlorinated dibenzofurans,PCDFs)结构相似的卤代咔唑(polyhalogenated carbazoles,PHCZs)的肌肉发育毒性尚不明确。本研究旨在探究2,7-二溴咔唑(2,7-dibromo-9H-carbazole,27-BCZ)的肌肉发育毒性效应。应用C2C12细胞成肌分化模型,在细胞水平上通过苏木素-伊红染色法检测融合指数和单条肌管内细胞核数2个指标评价细胞形态的变化,在分子水平上通过qRT-PCR来测定肌细胞分化调节分子和分化标志物的基因表达,探究27-BCZ对肌发育的影响及其分子机制。细胞水平实验结果显示,与对照组相比,27-BCZ 10^(-7) mol·L^(-1)暴露3 d后,肌管数量减少、形态变细变短,且分布杂乱;单条肌管内细胞核数减少、参与肌管融合的细胞核比例(融合指数)降低;27-BCZ 10^(-9)~10^(-7) mol·L^(-1)暴露6 d后,虽然单条肌管内细胞核数没有显著变化,但融合指数显著降低。分子水平实验结果显示,27-BCZ 10^(-7) mol·L^(-1)在分化末期对肌纤维结构蛋白肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MyHC)的2个编码基因Myh3和Myh4的表达具有显著抑制作用。另外,27-BCZ还影响肌生成调节因子家族(myogenic regulatory factors,MRFs)基因的表达,包括显著抑制分化早期调节因子MyoD和末期调节因子Mrf4的mRNA表达,显著促进Myogenin mRNA表达。此外,27-BCZ暴露能显著促进芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)信号通路下游基因cyp1a1和cyp1b1的mRNA表达,提示27-BCZ在肌分化模型中具有类二噁英活性。总结上述结果,我们发现,在肌生成过程中,27-BCZ表现出与二噁英类似的AhR活性和肌发育干扰效应,为27-BCZ肌肉发育相关健康效应和AhR相关毒理机制研究提供了基础数据。

徐长卿子叶组织培养及再生体系的建立

以徐长卿子叶为材料,进行愈伤组织诱导、愈伤组织和不定芽分化、试管苗生根、移栽及移植等研究。结果表明,MS+6-BA0.3mg/L+NAA0.2mg/L+2,4-D0.4mg/L是子叶愈伤组织诱导和继代培养的理想培养基;MS+6-BA0.8mg/L+NAA0.2mg/L是愈伤组织分化培养的理想培养基;MS+6-BA0.6mg/L+NAA0.2mg/L是不定芽分化继代培养的理想培养基;炉灰渣是试管苗移栽的理想基质,移栽成活率可达97%。试管苗移植后长势旺盛,根系发达,当年开花。根据本试验结果可建立徐长卿子叶诱导再生体系。

人乳腺癌细胞(MCF-7)中溴代咔唑与雌激素受体和芳香烃受体的交叉作用

卤代咔唑是一类与二噁英结构类似的杂环芳香烃化合物,在环境和生物体内均有检出。研究表明,溴代咔唑(bromocarbazoles,BCZs)是具有代表性的卤代咔唑,有较强的持久性和生物累积性,且在不同生物体内表现出类二噁英毒性以及内分泌干扰效应,对人类的健康有潜在风险。研究表明BCZs可以在不同细胞中分别激活芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)和雌激素受体(estrogen receptor,ER)。乳腺癌的发生发展不仅与ER通路密切相关,也与AhR通路有关,但在乳腺癌细胞中BCZs对2种通路的相互作用机制尚不明确。因此,本研究以BCZs对ER和AhR通路的作用为目标,有助于我们借助不良结局途径(adverse outcome pathway,AOP),从分子层面了解BCZs对乳腺癌细胞毒理学作用机制。实验选取5种BCZs,以ER阳性的人乳腺癌细胞(MCF-7)为研究对象,探究BCZs在MCF-7细胞中对ER和AhR通路的激活作用,并筛选激活能力最强的BCZs,探究2个通路之间的相互作用。结果表明,1,3,6,8-四溴咔唑(1,3,6,8-tetrabromo-9H-carbazole,1368-BCZ)可以同时激活ER和AhR通路,上调ER通路靶基因三叶因子1(trefoil factor 1,tff1)和AhR通路靶基因细胞色素P450酶1A1(cytochrome P4501A1,cyp1a1)和细胞色素P450酶1B1(cytochrome P4501B1,cyp1b1)的表达水平;1368-BCZ对ER通路的激活部分依赖于ahr的介导,而干扰ER通路的激活作用后,AhR通路下游代表性目的基因的表达水平提高。因此,1368-BCZ是一种可以同时激活ER和AhR通路的BCZs,且被激活的ER和AhR通路之间存在相互作用。本实验补充了BCZs在ER阳性乳腺癌细胞中的可能作用机制,为新型污染物BCZs的毒性效应机制研究提供了数据支持。