小麦金属硫蛋白全基因组鉴定及镉胁迫下的表达分析

为探究小麦金属硫蛋白(metallothionein,MT)基因的潜在功能,以小麦品种中国春、M1019和西农20为材料,采用生物信息学方法,在小麦全基因组水平系统分析和鉴定了TaMT基因,并利用转录组数据分析和qRT-PCR技术检测在镉胁迫条件下,小麦不同组织和不同品种中的表达。结果显示,在小麦全基因组水平上共鉴定到21个TaMT基因,他们在进化关系上被分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组。TaMT蛋白可定位在细胞不同位置,暗示这些基因可能在不同部位发挥功能。经染色体定位分析,这些基因不均等地分布在小麦的8条染色体上,其中4个TaMT基因形成了4个串联复制基因对。此外,相同亚组的TaMT在基因结构和保守基序组成上表现出相似性,其中motif 3构成了α结构域,而motif 1和motif 4组成了β结构域。在TaMT基因的启动子区分布着多种类型的顺式作用元件,包括植物发育、激素响应、胁迫响应、光调节和其他类型。表达分析表明,TaMT基因在小麦不同组织中均能检测到,同时镉胁迫能够诱导TaMT基因在不同品种和小麦组织中发生差异表达。

高耐镉膨胀肾形虫种群金属硫蛋白基因的鉴定与诱导表达

为研究金属硫蛋白(Metallothionein,MT)对生物体抵抗重金属毒性的效应,获得一种具有镉高耐受性的膨胀肾形虫(Colpoda inflata)东北种群,该种群96h最高镉耐受浓度10 mg/L,其金属硫蛋白含量表现出与镉浓度、肾形虫种群增长率存在正相关关系。克隆获得金属硫蛋白Col-MT1基因,对基因序列和氨基酸序列特征分析表明,其为金属硫蛋白基因家族7a亚型的新成员。qRT-PCR实验证实,Col-MT1基因在60h、84h和108h三个时间点对5种浓度镉胁迫均上调表达,与镉浓度之间呈现出一定的剂量-效应关系。其分子调控机制还有待进一步研究。上述结果补充了原生动物MT基因数据库,为进一步揭示C.inflata MT基因的功能,以及应用于镉污染监测和环境修复奠定了基础。

镉诱导华溪蟹不同组织金属硫蛋白表达及镉蓄积的研究

为了系统研究镉诱导华溪蟹不同组织(肝胰腺,腮)金属硫蛋白(MT)表达及镉蓄积状况,并探讨二者之间的关系,采用体外镉暴露法处理华溪蟹,用镉-血红蛋白饱和法和火焰原子吸收分光光度法(AAS)分别测定华溪蟹肝胰腺及腮中镉蓄积及MT表达含量.结果显示,暴露期间动物死亡率低于9.2%,体重未见显著变化.不同浓度镉暴露下,华溪蟹体内镉蓄积及金属硫蛋白表达具有明显组织差异,且呈现一定的时间-效应与剂量-效应关系.鳃中镉蓄积量高于肝胰腺且最高达到(15.41±3.21)μg·g-1;而肝胰腺中MT表达量高于鳃,最高达到(97.18±11.83)μg·g-1.通过鳃及肝胰腺中MT的镉结合率计算,显示肝胰腺中的镉可完全被MT结合,而鳃中镉蓄积量远远大于MT结合能力.

有机镉染毒对小鼠免疫球蛋白及其亚类水平的影响

为研究有机镉化合物对体液免疫功能的影响。有机镉组采用分离纯化的镉金属硫蛋白 (CdMT)作为受试物给予低、中、高剂量 (Cd2 +0 2、0 5、1 0mg kg) ,无机镉组给予CdCl2 (Cd2 +0 5mg kg) ,BALB c小鼠经灌胃染毒 2周和 4周 ,检测血清中免疫球蛋白 (Ig)及其亚类的水平。结果显示染毒 4周后与对照组和脱金属硫蛋白 (Apo MT)组比较 ,CdCl2 组血清IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3、IgA、IgM和IgLλ各指标均显著性降低 (P <0 0 5 ) ;CdMT组IgG2a和IgG2b明显降低 (P <0 0 5 ) ,但无剂量 反应关系 ,其余指标未见显著性差异 (P >0 0 5 )。结果表明有机镉CdMT可诱导体液免疫功能抑制 ,但明显轻于无机镉作用 。

镉暴露大鼠睾丸支持细胞金属硫蛋白表达的时相研究

啮齿目动物的睾丸较肝脏对镉毒性更为敏感 .为阐明不同组织细胞的镉毒性分子机制 ,对镉暴露大鼠睾丸支持细胞与肝脏金属硫蛋白基因 (MT )的表达及镉蓄积进行了时相研究 .成年雄性SD大鼠低剂量镉(4 0 μmol/kg)皮下注射后 ,立即进行睾丸支持细胞和肝脏组织的分离 .采用RT PCR技术分析mRNA ,并用光密度扫描作半定量分析 ,蛋白质定量用ELISA方法 ,原子分光光度吸收法测定镉浓度 .结果显示 :镉暴露 1h后肝脏MTmRNA即有明显的诱导表达 ,3h达高峰 ;支持细胞也有明显的诱导表达 ,6h达高峰 .镉暴露后肝脏MT有明显的诱导表达 ,但睾丸支持细胞不但未见MT增加而且还稍有下降 .提示 :a 镉对MTmRNA的诱导表达具有时间依赖性和组织特异性 .b 镉虽然能诱导睾丸MT的转录 ,但没有促进其MT的合成 。

重金属镉胁迫下鲫鱼不同组织中金属硫蛋白的动态变化

研究一定环境条件下,重金属镉(Cd)胁迫对鲫鱼(Carassius auratus)不同组织中金属硫蛋白(MT)含量的影响。结果表明,水温为(16.5±1.0)℃时,平均体长(15.32±0.63)cm、体重(310.60±5.69)g的鲫鱼不同组织中MT含量的本底值存在显著差异(p<0.05),含量顺序为肝脏(3.018±0.023)～(3.226±0.010)μg·g-1>肾脏(2.663±0.009)～(2.852±0.003)μg·g-1>鳃丝(1.523±0.017)～(1.623±0.009)μg·g-1>肌肉(1.432±0.011)～(1.474±0.005)μg·g-1,且相对比较稳定。在0.005mg·L-1、0.050mg·L-1、0.100mg·L-1、0.250mg·L-1和0.500mg·L-1的Cd2+胁迫下,鲫鱼4种组织中MT含量的总体变化趋势基本一致,即先升高后稳定,且在0～6h内MT含量的增加速率最大;鳃丝、肝脏和肾脏3种组织中MT含量在12h时达到峰值,随后略有下降并趋于稳定;肌肉中MT含量在24～96h达到峰值。鲫鱼4种组织中MT含量在12h内的增加量与Cd2+的质量浓度显著相关,表现出一定的剂量-效应关系,这表明水体中Cd2+可诱导鲫鱼组织中MT的合成与表达,且诱导时间主要在前12h内。鲫鱼肝脏、肾脏和鳃丝组织中的MT可作为评价外源重金属Cd污染的生物标志物。

镉污染对不同生境拟水狼蛛氧化酶和金属硫蛋白应激的影响

为探讨镉(Cd)对机体抗氧化功能及金属硫蛋白(MT)的影响,在室内分别用不添加Cd2+和添加浓度为20 mg/kg Cd2+培养基培养的黑腹果蝇来饲喂4种不同生境下(S1,S2,S3和S4)拟水狼蛛,于饲喂5d、10d和20d后,分别测定其体内MT和丙二醛(MDA)的含量及超抗氧化酶(GST、SOD和CAT)活性。结果表明:(1)不同生境拟水狼蛛用不添加Cd2+培养基培养的黑腹果蝇饲喂后,不添加Cd2+对照组拟水狼蛛镉的积累量和MT含量无显著变化,但均显著低于添加Cd2+污染组。添加Cd2+污染组拟水狼蛛镉的积累量和MT含量都显著高于对照组,且均随着饲喂时间的延长而显著升高,具有明显的时间-效应关系(P<0.05)。(2)在饲喂5d和10d后,不添加Cd饲喂的拟水狼蛛MDA含量和抗氧化酶系差异都不显著。添加Cd2+污染组(S1,S2和S3)MDA含量显著高于对照组(S4),MDA含量与饲喂时间呈显著正相关(P<0.05);GST、SOD和CAT等抗氧化酶活性污染组显著低于对照组,与饲喂时间呈显著负相关(P<0.05);饲喂20d后,污染组MDA含量和抗氧化酶(SOD和CAT)活性均与对照组无显著差异,但GST活性差异显著。

环境镉接触人群尿金属硫蛋白排泄与镉致骨损伤效应

目的研究环境镉接触人群尿金属硫蛋白(UMT)的排泄与镉致骨损伤效应的关系。方法镉污染区居民为环境镉接触人群,非污染区居民为对照人群。人群尿镉(UCd)与血镉(BCd)用原子吸收分光光度法测定,用环境接触量估测总镉摄入量(TCd)。UMT、尿β2微球蛋白(UB2M)、尿视黄醇结合蛋白(URBP)及尿白蛋白(UALB)用ELISA法测定,尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(UNAG)和UNAG同工酶B(UNAGB)用荧光分析法测定,均用尿肌酐校正。单光子骨密度仪测定人群前臂骨密度。结果UMT能反映机体接触镉时镉负荷的变化。而高剂量接触镉可先后导致肾功能障碍及骨质疏松。人群UMT排泄量与骨密度的关系同UMT排泄量本身是否异常有关。根据各指标与尿镉的剂量-反应曲线计算得到的基准剂量95%低限水平BMDL值,从小到大排列为UNAGB、UNAG、UB2M、UMT、URBP、T评分及UALB。结论镉致骨质疏松的发生与镉致肾功能障碍有关并迟于后者。UMT不仅能特异而敏感的反映镉致肾的毒性,而且能在一定程度上反映镉对骨骼的损伤。

环境污染物镉毒性作用机理研究进展

总结了环境污染物重金属离子镉的毒性作用机理 ,包括它与金属硫蛋白、钙、活性氧自由基以及线粒体的关系。

不同水温下重金属镉诱导金属硫蛋白在鲫鱼组织中的表达

以鲫鱼(Carassius auratus)为试验材料,研究了在一定环境条件下重金属镉的胁迫对鲫鱼不同组织中金属硫蛋白(MT)含量的影响。结果表明,平均体长为(15.32±0.63)cm、平均体重为(310.6±5.69)g的鲫鱼不同组织中的MT本底值存在着明显的差异(P<0.01),含量顺序为肝脏>肾脏;不同水温条件下鲫鱼相同组织中的MT本底值差异显著(P<0.01),鲫鱼肝脏中的MT本底值平均含量在水温(26.5±1)℃和(16.5±1)℃时分别为3.50和3.25μg.g-1;肾脏中的MT平均含量分别为3.20和2.72μg.g-1;不同水温下,经不同的暴露时间、不同暴露浓度的Cd2+胁迫下MT在鲫鱼肝脏和肾脏中的表达趋势较为一致,都是呈先升高后稳定的状态,在试验后的6 h内的增加速率最大,MT的含量在12 h时达到峰值。鲫鱼的肝脏和肾脏组织在12 h内MT的增加量与Cd2+的浓度呈较好的相关性,表现出一定的剂量-效应关系,表明水体中的Cd2+可诱导鲫鱼组织中MT的合成与表达,且主要诱导时间在12 h之内。相同Cd2+质量浓度胁迫下,水温的改变不影响Cd2+胁迫MT在鲫鱼组织中的表达趋势,但影响MT表达的含量和速率,相同Cd2+质量浓度下MT在鲫鱼组织中的表达含量和速率均随水温的升高而增加。

镉中毒大鼠睾丸与肝脏金属硫蛋白表达的时相研究

啮齿目动物睾丸对镉毒性较肝脏更敏感 .为阐明睾丸的镉毒性分子机制 ,比较了肝脏与睾丸金属硫蛋白(MT)表达的时相变化 .mRNA采用RT PCR技术分析并用光密度扫描定量 ;蛋白质定量用ELISA方法 .结果显示 ,睾丸中存在MT ,镉中毒后MT1与MT2mRNA明显升高 ,但MT没有相应增加 ;肝脏镉中毒后MTmRNA与MT均明显升高 .结果提示 :镉虽然能诱导睾丸MTmRNA的转录 ,但没有促进其MT的合成 。

镉诱导小鼠脾淋巴细胞超氧化物歧化酶活性和细胞毒性比较

目的 研究不同形态镉化合物诱导脾淋巴细胞 (sLC)抗氧化水平和细胞毒性的差异。方法 纯化的镉金属硫蛋白 (CdMT)和CdCl2 作为有机镉和无机镉受试物 ,给予小鼠灌胃染毒 2周和 4周 ,检测sLC中镉含量、超氧化物歧化酶 (SOD)活性、DNA链损伤和细胞免疫功能。结果 染镉后可诱导SOD活性 ,但细胞内镉含量增高、诱导DNA单链断裂 (DNA SSBs)和免疫抑制在CdCl2 和CdMT染毒组间存在明显差异。结论 有机镉经口染毒可诱导脾细胞毒性 ,但明显轻于无机镉 ;提示镉的不同存在形式是影响其细胞分布并导致免疫毒性差异的原因之一。

外源性镉金属硫蛋白对小鼠脾淋巴细胞功能影响的研究

目的 分析外源性镉金属硫蛋白 (CdMT)的免疫毒性。方法 采用分离纯化经诱导合成的CdMT作为受试物与CdCl2 比较 ,经口给予BALB/C小鼠不同剂量染毒 2周和 4周 ,检测脾T淋巴细胞增殖和T细胞亚群评价细胞免疫功能。结果 与阴性对照和脱金属硫蛋白 (Apo MT)组相比 ,CdMT组和CdCl2 组表现为T细胞增殖功能降低 ;L3T4+亚群减少、Lyt2 +亚群升高、L3T4+/Lyt2 +比值降低 ;且在CdMT组的改变明显低于相同含镉量的CdCl2 组。结论 外源性CdMT经口作用可致体内脾淋巴细胞免疫抑制作用 ,并与染毒剂量和时间有关 ;但CdMT经口免疫毒性低于CdCl2 ;

镉诱导大鼠睾丸三种类型细胞和肝脏金属硫蛋白基因表达的研究

目的 :啮齿类动物睾丸较肝脏对镉毒性更敏感。通过对镉诱导早期大鼠睾丸三种类型细胞 (支持细胞、间质细胞和生精细胞 )与肝脏金属硫蛋白 (MT)及其亚型 MT1、MT2表达的研究 ,阐明大鼠睾丸对镉毒性较肝脏更敏感的分子机制。方法 :采用半定量 RT- PCR、EL ISA、原子分光光度吸收法 ,观察镉处理后不同时相大鼠睾丸三种类型细胞与肝脏 MT基因表达的变化。结果 :睾丸组织中存在 MT。同时还发现 0 h对照组大鼠镉处理后肝脏 MT m RNA增加并保持较高的基础水平 ,3h达峰值后下降 ;而睾丸支持细胞和间质细胞则在 6 h达高峰。镉中毒大鼠睾丸支持细胞和肝脏 MT1m RNA的变化幅度要低于MT2 m RNA,而在间质细胞中则相反。此外 ,生精细胞 MT1m RNA在镉处理后 0～ 3h减少 ,然后增加 ,而 MT2 m RNA的变化则相反 ,而且它们的诱导变化幅度较其他细胞低。镉暴露后肝脏 MT m RNA和 MT均升高 ,但在睾丸三种类型细胞中 MT的表达并没有增加。 结论 :镉诱导后 MT m RNA的表达具有细胞和时间依赖性 ;镉虽然能诱导睾丸 MT m RNA的转录但没有促进其 MT的合成 。

镉金属硫蛋白灌胃小鼠后镉的细胞分布及毒性

目的 探讨镉金属硫蛋白 (CdMT)灌胃小鼠染毒后镉的细胞分布及淋巴细胞毒性。方法 应用分离纯化的CdMT灌胃染毒小鼠 4周 ,检测血红细胞镉 (RBC Cd)和脾淋巴细胞镉 (sLC Cd)的含量 ,及脾T淋巴细胞增殖功能、T细胞亚群和DNA单链断裂 (DNA SSBs)。结果 RBC Cd和sLC Cd在CdMT染毒后明显增高 ;脾淋巴细胞毒性表现为增殖减低 ,T细胞亚群改变和DNA SSBs尾长增加 ,且与细胞内镉含量有明显相关。结论 经消化道途径接触CdMT可致镉的吸收和在淋巴细胞内分布 。

重金属Cd^(2+)对拟水狼蛛体内金属硫蛋白含量及其生长发育的影响

为了明确重金属Cd2+对拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内金属硫蛋白(metallothionein,MT)含量及其生长发育的影响,在室内条件下用5个不同浓度(0,10,20,40和80μg/g)的Cd2+培养的黑腹果蝇Drosophila melanogaster饲喂从5种不同生境下(S1,S2,S3,S4和S5)采集的拟水狼蛛性成熟雌蛛产卵孵化的幼蛛,待幼蛛性成熟后取所得雌蛛成蛛采用原子吸收光谱法测定了Cd2+诱导下拟水狼蛛体内金属硫蛋白含量及其存活率和生长率。结果表明:食物中过量的Cd2+能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累,积累量随黑腹果蝇培养基中Cd2+浓度的增加而增加,存在显著的浓度-效应关系。不同浓度的Cd2+能够诱导拟水狼蛛体内MT不同的表达,表达量与Cd2+浓度显著正相关(P<0.05)。当浓度低于20μg/g时,污染点(S1,S2,S3和S4)拟水狼蛛体内MT表达量显著高于参照组S5(P<0.05);当高于20μg/g时,所有样点拟水狼蛛体内MT表达量差异不显著(P>0.05)。拟水狼蛛存活率和成长率随着Cd2+浓度的升高呈下降趋势。据此认为,金属硫蛋白可能是蜘蛛耐受重金属污染的重要机制,与重金属具有一定浓度-效应关系。

电子垃圾污染区新生儿胎盘镉含量及金属硫蛋白表达水平

目的：检测贵屿电子垃圾污染区新生儿胎盘镉含量及胎盘金属硫蛋白（metallothionein,MT）表达量,评估贵屿地区新生儿镉暴露情况及对新生儿的可能影响。方法：选取贵屿当地医院妇产科2006年7~9月出生的足月健康新生儿胎盘100例为实验组,纳入研究的产妇为贵屿镇当地居民,妊娠期间在贵屿居住。取汕头市潮南民生医院妇产科2006年5~6月出生的足月健康新生儿胎盘52例为对照组,产妇来自贵屿周边乡镇。石墨炉原子吸收法检测胎盘镉含量。链霉菌素_生物素（S_P）免疫组化技术检测胎盘组织MT的表达水平。问卷调查收集可能影响镉负荷的产妇年龄、家庭、环境、健康、饮食等因素。结果：实验组新生儿胎盘镉水平的平均值为（0.17±0.48）μg/g,明显高于对照组（0.10±0.11）μg/g,差异具有统计学意义（P〈0.01）。相关分析表明产妇在贵屿居住时间、产妇妊娠期间在贵屿居住时间、产妇怀孕期间在公路附近活动时间是影响胎盘镉水平的主要因素。S_P免疫组织化学检测显示胎盘组织中蜕膜细胞、合体滋养层细胞、绒毛间质细胞均有MT的表达。实验组胎盘组织MT阳性表达率（67.00%）高于对照组（32.69%）（P〈0.01）。新生儿胎盘MT表达量与胎盘镉水平呈显著正相关（r=0.761,P〈0.05）。结论：贵屿部分新生儿处于高镉负荷状态,贵屿当地环境和从事电子垃圾作业是影响当地新生儿高镉负荷的危险因素。贵屿地区新生儿胎盘可能通过增加MT的表达拮抗镉的毒性。

水体沉积物结合态镉对大型溞（Daphnia magna)的生物毒性研究

选择大型溞(Daphnia magna)作为受试生物,以大型溞体内金属积累量、金属硫蛋白含量和死亡率作为测试指标,考察了上覆水体系与水柱-沉积物共存体系中金属镉(Cd)的毒性状况,探讨了水体沉积物中重金属的生物毒性作用机制.结果表明:暴露于水柱-沉积物共存体系和上覆水体系中的大型溞体内的生物积累量均随沉积物Cd含量的升高而升高,且前者显著高于后者,说明沉积物中的Cd可通过食物吸收等途径对生物体致毒、致害;暴露于两种体系中的大型溞体内的MT含量在低浓度条件下随沉积物中Cd含量的升高而升高,当Cd含量高于800μg·g-1时MT含量大幅度下降,并且两体系之间无显著差别;暴露于两种体系中的大型溞幼溞死亡率无显著差别.上覆水中溶解态Cd和沉积物中可交换态Cd是对水生生物重要的毒性影响形态.

镉诱发大鼠肾重吸收钙障碍的机理(英文)

给雄性Wistar大鼠sc不同剂量的镉金属硫蛋白(CdMT),结果表明镉接触组尿镉、尿钙和尿蛋白浓度都高于对照组,并与镉剂量间存在剂量效应关系,而血清游离钙浓度无变化;镉接触组肾皮质钠泵和钙泵活性低于对照组,体外试验结果也显示镉能抑制钙泵活性,谷胱甘肽(GSH)和半胱氨酸对这种抑制有保护作用}镉接触组肾皮质GSH含量低于对照组,而丙二醛(MDA)含量则高于对照组,高剂量组肾皮质cAMP/cGMP比值低于对照组。肾皮质钙泵活性、cAMP/cGMP比值、GSH含量三者都与尿钙浓度间呈负相关,MDA含量则与尿钙呈正相关,揭示镉引起的钙尿症是由肾重吸收钙障碍造成的,可能与镉引起的肾脏钠泵、钙泵、环核苷酸、GSH和脂质过氧化等改变有关。

金属硫蛋白在镉致睾丸氧化损伤中的保护作用

应用不同剂量的氯化镉(0.2、0.4和0.8mg/kgBW)对成年雄性SD大鼠进行腹腔染毒,连续染毒7天后将动物处死,分离睾丸,测定其中金属硫蛋白(MT)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶活性和脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量。结果显示,低剂量组MT含量虽有所升高,但与对照组比较差异无显著性,中剂量组MT含量显著升高,高剂量组MT含量反而显著降低。睾丸SOD、GSH-Px等抗氧化酶的活性和MDA含量在低、中剂量组变化不明显,而在高剂量组,SOD和GSH-Px的活性显著降低,MDA含量显著升高。结果揭示,MT对镉所致的睾丸氧化损伤起重要的保护作用,镉的雄性生殖毒性可能与MT及其他抗氧化物质的抗氧化失衡有关。