P-糖蛋白在毛蚶镉代谢中的作用研究
随着我国工业化和城市化的发展,海洋水体的重金属污染已经成为人们关注的一个热点问题,其中,镉(Cd)是主要的海洋重金属污染物之一,被认为是毒性最强的一种重金属。双壳贝类移动性差,而且具有极强的Cd富集能力,因此贝类的重金属污染已成为影响贝类食品安全性的一个重要因素。如何降低贝类的重金属含量从而提高食品的安全性已经成为食品领域一个迫切需要解决的问题。
水生生物拥有一种类似于肿瘤细胞多重耐药性MDR(Multi-drug resistance)的机制称为MXR(Multi-xenobiotic resistance),该系统可将各种内源和外源有害物质泵出细胞以保护细胞免受伤害,其中在重金属抗性中起重要作用的是一跨膜蛋白称为P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp),它能够直接将外来物质,包括Cd,泵出体外。目前对于P-gp在贝类Cd富集中的作用已有大量报道,但是对于其在Cd脱除中的作用尚未见到报道。因此,本论文的目的是研究P-gp是否在贝类的Cd脱除过程中起作用。
为了筛选出具有较高P-gp活性且具有较高自身脱除能力的实验动物模型,本文先比较了四种常见贝类,包括文蛤(Meretrix meretrix)、紫贻贝(Mytilusedulis)、毛蚶(Scapharca subcrenata)、太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)在不同染Cd浓度(0、1、25和100μg/L)下对Cd的富集和脱除规律的研究,发现这四种贝类均具有极强的Cd富集能力,但牡蛎的富集能力最强,其次是毛蚶、紫贻贝和文蛤;根据染Cd初期Cd含量变化发现,这四种贝类对Cd污染具有不同的抗性,其中毛蚶、紫贻贝和牡蛎在染Cd第1天均表现出了较强抗性。由于毛蚶不仅具有很强的Cd富集能力(在1、25和100μg/L染Cd浓度下,第14天其生物富集因子分别达到了9751倍、655倍和296倍),而且具有很强的滤水活性,是一种非常适合于P-gp研究的模型,因此选用毛蚶进行进一步研究。
用P-gp特异性的抑制剂异博定(Verapamil,Ver)对P-gp在毛蚶Cd富集和脱除中的作用进行了研究。结果表明,P-gp在毛蚶Cd富集和脱除中均起重要作用。在富集阶段,当染Cd浓度为1μg/L时,添加1μg/L和20μg/L Ver使毛蚶体内的Cd含量显著升高,且处理组P-gp活性显著低于对照组;金属硫蛋白(MT)含量增加,说明在P-gp的转运活性达到饱和后,为减小Cd对机体的损伤,MT诱导增加从而减小Cd的毒性;丙二醛(MDA)含量增加,说明在抑制剂Ver的作用下,P-gp活性受到抑制,不能及时将Cd排出体外,导致体内自由基增加、氧化损伤加剧;在脱除阶段,添加Ver可显著抑制Cd从毛蚶的自身脱除,导致MDA含量的增加,表明添加Ver可引起毛蚶体内过氧化水平显著升高。
本研究首次证实了P-gp在Cd的自身脱除中也起着重要作用。如果能够通过适当的方式来提高贝类P-gp活性,那么便有可能加速Cd的自身脱除过程,从而可在短时间内将Cd水平降低至安全水平,这对于通过贝类净化达到脱Cd目的具有重要意义。
P-糖蛋白;毛蚶;镉代谢;富集阶段;特异性抑制剂;脱除作用
中国海洋大学
硕士
食品工程
汪东风
2011
中文
S917.4
65
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）