双向电泳技术研究镉诱导后牙鲆肝的差异蛋白质组

采用改良的TCA/丙酮法直接提取牙鲆肝脏蛋白质组,并采用双向凝胶电泳技术予以分离.实验结果表明:经氯化镉诱导后,牙鲆肝表达出16个差异蛋白质(斑点),其中4个斑点上调,2个斑点下调,6个斑点消失,新增4个斑点;并且蛋白质斑点在凝胶上的分布表现出较高的重复性.一旦这些差异蛋白质点在双向凝胶电泳图谱上实现标准指纹化后,其图谱中的差异蛋白斑点分布规律可用于监测与评价流动水体中镉污染程度及危害性.

在镉盐胁迫下扇贝鳃组织应激蛋白的研究

采用透射电子显微镜观察了虾夷盘扇贝(Patinopecten yessoensis)鳃组织细胞的超微结构,发现镉盐能胁迫鳃组织中的腮丝、细胞核和线粒体产生病变.利用双向凝胶电泳(2D-PAGE)优化分离扇贝鳃组织的全蛋白,获得约800个蛋白质斑点,并筛选出37个由于镉盐胁迫而产生的差异蛋白质斑点.选用基质辅助激光解吸离子化-飞行时间质谱(MALD I-TOF MS)技术和数据库检索鉴定差异蛋白,结果发现7个与镉毒性密切相关的蛋白质,即热休克蛋白70和β-淀粉酶等上调蛋白质及原肌球蛋白、肌动蛋白和钙活化核苷酸酶1等下调蛋白质.此外,还发现转录调节子Crp/Fnr家族为低表达蛋白质,而ABC转运子为高表达蛋白质.在这些差异蛋白中,部分蛋白质适合作为连续监测流动海水中镉污染程度及评价其危害性的蛋白指示物.

反应温度和pH影响魟鱼肝铁蛋白释放铁速率的研究

小批量制备电泳纯魟鱼肝铁蛋白（liver ferritin of Daryatisakajel，DALF）．在不同反应温度和pH条件下，研究温度和pH对DALF释放铁速率、动力学和级数转换特性的影响．实验结果表明，随着反应温度递增（30-45℃），DALF释放铁的速率明显不同，但DALF释放铁的全过程均呈复杂途径．通过提高反应温度和增加释放铁的速率途径均无法使DALF释放铁的途径由复杂转换为简单．不同pH的反应介质直接影响DALF释放铁的速率，在弱酸介质中，DALF释放铁的速率明显高于在弱碱介质中．在pH5．0条件下，DALF以一级反应动力学的全过程途径释放铁，使释放铁的复杂途径趋于简单化．在生理pH或中性介质条件下，铁蛋白亚基之间相互作用强度起着控释DALF释放铁速率且表现出复杂动力学特性．

蛋白质组学技术筛选与鉴定在甲基对硫磷胁迫下牙鲆脑组织表达的差异蛋白质

以甲基对硫磷(MP)为有机磷农药污染源,采用蛋白质组学技术分离及鉴定在甲基对硫磷胁迫下,牙鲆(Paralichthys olivaceus)脑组织表达的差异蛋白质,从中筛选出潜在的适合于监测甲基对硫磷污染程度的蛋白指示物。实验结果表明:在甲基对硫磷胁迫下,牙鲆脑组织表达出17个差异蛋白质,经肽质量指纹(PMF)图谱技术鉴定后,发现其中部分差异蛋白质为热休克蛋白、细胞色素P450和谷胱甘肽S-转移酶,均是与受甲基对硫磷胁迫有关的蛋白质。

差速离心结合蛋白质组学技术研究受镉盐胁迫后的牙鲆肝差异蛋白质

人工构建镉盐污染源,选用差速离心结合双向凝胶电泳(2D-PAGE)法,高效提取、分离和筛选牙鲆(Paralichthys olivaceus,PO)受镉盐胁迫后的肝脏全蛋白和差异蛋白质。实验结果表明:选用直接裂解法提取牙鲆肝(PO liver POL)全蛋白质且用2D-PAGE分离,可获得约800个蛋白斑点,其中镉盐诱导了11个差异蛋白斑点。以相对离心力为1000×g、12000×g和100000×g的差速离心法,分别制备了3种沉淀蛋白和1种胞浆蛋白,称为POL组分Ⅰ、POL组分Ⅱ、POL组分Ⅲ和POL组分Ⅳ(胞浆蛋白),蛋白斑点数目分别为380、550、500和850个,总计2280个,明显高于直接裂解法。比较分析法发现,差速离心结合2D-PAGE分离技术可获得牙鲆肝脏受镉盐胁迫后表达的54个差异蛋白质,并适合于用肽质量指纹(peptide mass fingerprint,PMF)图谱技术鉴定。本实验所建立的差速离心结合蛋白质组学技术可高效提取、分离和鉴定组织全蛋白或差异蛋白,并能有效地筛选出蛋白指示物。

空气污染物诱导肺(呼吸)毒性的表观遗传机制研究进展

诱发肺(呼吸)毒性/疾病是空气污染物暴露对人类健康的主要威胁。表观遗传修饰与肺(呼吸)功能密切相关,其在空气污染物暴露致肺(呼吸)毒性中的作用机制已引起广泛关注。该文综述了颗粒物、香烟烟雾、柴油机尾气及其他空气污染物通过调控表观遗传修饰(DNA甲基化、组蛋白修饰、ncRNAs等)诱导肺(呼吸)毒性的机制研究进展,指出空气污染物暴露可改变生物体的表观遗传修饰特征,导致相关基因表达失调、炎症反应、细胞凋亡、DNA损伤,从而诱发一系列肺(呼吸)毒性/疾病,并总结目前研究中存在的不足,提出未来研究方向的建议,希望为后续相关研究提供参考。

蛋白质组学技术筛选与鉴定镉诱导下褐云玛瑙螺肝脏的差异蛋白质

比较丙酮/TCA沉淀法和直接裂解法,优化提取与分离褐云玛瑙螺(Achatina fulica,AF)肝脏全蛋白。采用丙酮/TCA沉淀法,可获得约600个蛋白质斑点。用0.5 mg/L CdCl2溶液浸泡后的去梗小白菜喂养AF,并作为镉盐诱导AF肝脏表达应激蛋白质的实验材料。采用蛋白质组学技术筛选出由镉盐诱导AF肝脏表达的14个差异蛋白质斑点,并用肽质量指纹图谱技术(peptide mass fingerprinting,PMF)和数据库比对法初步鉴定出7种差异蛋白质,其中部分为热激蛋白(heat shock protein)、甲基转移酶(Methyltransferase)、三磷酸腺苷结合盒子转运体(ABC transporter)、钼酸盐转运子亚基(molybdate transporter subunit)和磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase)。差异蛋白质均参与镉盐代谢,并适合作为监测土壤或食物中镉污染程度及危害性的指示蛋白质。

低剂量PFOS暴露干扰睾丸类固醇激素合成的分子机制研究

利用蛋白质组学技术分析了0.015,0.15,1.5mg/kg的PFOS暴露2个月后,大鼠睾丸蛋白质组的差异表达谱.结果显示,PFOS暴露后大鼠血清中孕酮和睾酮的水平均显著上升,并且睾丸组织中56种蛋白质的表达水平发生了显著改变.其中,有10种差异表达蛋白与脂肪酸代谢及睾丸类固醇激素合成密切相关(9种蛋白表达上调,1种表达下调).大部分脂肪酸代谢相关蛋白与睾丸类固醇激素合成相关蛋白在统计学和生物学上均具有显著的相关性.低剂量PFOS暴露可通过加速睾丸中的脂肪酸代谢及类固醇激素合成进程,促进孕酮和睾酮等类固醇激素的合成与分泌,提示普通环境PFOS暴露的男性生殖健康风险.

低剂量PFOA暴露对睾丸类固醇激素合成的干扰机制

全氟辛酸(PFOA)是全氟烷基化合物的典型代表之一,其环境暴露可显著影响男性生殖健康。然而,长期低剂量PFOA暴露对于男性生殖内分泌的干扰机制目前尚不清楚。该研究分析了0.015、0.15、1.5 mg/(kg·d)PFOA暴露2个月后,大鼠血清中类固醇激素水平的变化及睾丸蛋白质组的差异表达谱。结果显示,PFOA暴露后大鼠血清中孕酮和睾酮的水平均显著上升,并且睾丸中54种蛋白质的表达水平发生显著改变。其中,与脂肪酸代谢和睾丸类固醇激素合成有关的差异蛋白共有11种(5种表达上调,6种表达下调)。此外,大部分脂肪酸代谢相关蛋白与睾丸类固醇激素合成相关蛋白在统计学上均具有显著的相关性,并且C3与APOE、GC还具有生物学上的相互作用。上述研究结果表明,低剂量PFOA暴露可加速大鼠睾丸内的脂肪酸代谢及类固醇激素合成进程,从而促进激素的合成与分泌。研究结果揭示了低剂量PFOA长期暴露对雄性生殖内分泌的干扰机制,可为环境PFOA暴露所致男性生殖健康风险的预防与干预提供理论依据。

血清代谢组学研究长期低剂量PFOS暴露对大鼠的毒性效应

全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)是一种具有高生物蓄积性的持久性有机污染物,其环境暴露与多种不良健康效应有关。然而,慢性低剂量PFOS暴露对机体代谢网络的影响目前尚不清楚。本研究将大鼠暴露于0.015、0.15、1.5 mg·kg^(-1)的PFOS 2个月后,采用超高效液相色谱-质谱联用法(UPLC-MS)分析其血清代谢组,并比较暴露组与对照组的代谢谱差异,筛选差异代谢物及相关代谢通路。结果显示,暴露后大鼠血清中的PFOS含量随暴露剂量的增大显著上升,说明PFOS可在大鼠体内蓄积。此外,在各暴露组中共筛选出9种共同差异代谢物,其中5种代谢物在PFOS暴露后含量降低,4种代谢物水平上升。这些差异代谢物主要涉及脂质代谢和嘌呤代谢等代谢途径。所有单一代谢物的ROC曲线下面积(AUC)均>0.8,7种以上(含7种)代谢物组合时的AUC为1,表明这些代谢标志物对于PFOS暴露具有较高的判别能力。本研究结果可为环境低剂量PFOS暴露的健康风险评估及毒性机制解析提供一定的参考依据。

环境污染物诱导神经毒性的表观遗传机制研究进展

表观遗传修饰与神经系统功能密切相关,其在环境污染物暴露致神经毒性中的作用机制已引起广泛关注。本文综述了重金属、有机污染物和空气颗粒物等典型环境污染物对人体和模式生物表观遗传修饰(DNA甲基化、组蛋白修饰和ncRNA等)和神经系统功能的影响,指出环境污染物可直接或(通过引起氧化胁迫)间接改变表观遗传修饰状态,导致相关基因表达失调,从而诱导一系列神经毒性,并提出当前研究存在的局限性。建议未来针对污染物的神经毒性机制研究,应着重关注组蛋白修饰和ncRNA以及不同类型表观遗传修饰之间的交互作用;同时,环境污染物复合暴露导致神经毒性的表观遗传机制有待深入研究;如何从表观遗传角度解释环境污染物诱导神经毒性的年龄易感性及性别特异性也值得进一步探讨。

砷对DNA甲基化影响的研究进展

砷污染是全球性的问题,砷暴露与多种疾病密切相关,并能诱发癌症。细胞实验、动物模型实验和流行病学研究表明,砷暴露会影响全基因组DNA甲基化水平;另外,砷暴露也被证实会导致原癌基因和抑癌基因等多种基因启动子的甲基化异常。砷暴露干扰DNA甲基化的作用机制非常复杂。砷可能通过砷甲基化与DNA甲基化过程的耦合改变DNA甲基化状态,也可能通过调节DNA甲基化转移酶(DNMTs)的活力或通过氧化应激效应干扰DNA去甲基化来影响DNA甲基化状态。虽然最终的作用机制尚不明确,但是目前的DNA表观基因毒理学研究为砷暴露的环境健康研究提供了新视角。该文就砷对全基因组和特定基因启动子甲基化的影响及其分子作用机制进行综述。