镉诱导文蛤鳃细胞凋亡检测及金属硫蛋白的作用机制

【作者】 甄静静； 林勇； 金露琪； 王都； 应雪萍；

【机构】 温州大学生命与环境科学学院；

【摘要】 用不同浓度Cd²⁺溶液（O、1.5、3、6、12 mg/L）对文蛤（Meretrix meretrix）进行染毒5天,利用生物化学和分子生物学实验手段研究Cd²⁺对文蛤鳃组织细胞氧化损伤相关指标的含量、酶活性的影响,同时用组织切片和投射电镜技术观察镉对鳃组织细胞结构的影响,用DNA-Ladder和AO/EB双荧光染色法检测鳃组织细胞氧化损伤和凋亡的程度。结果显示,随着Cd²⁺浓度的升高,ROS、H₂O₂和MDA含量不断上升,Caspase-3,8,9活性也均被激发,且与对照组均有显著差异（P<0.05）;鳃中蛋白质羰基（PCO）的含量随Cd²⁺浓度的上升呈现"钟形"曲线变化趋势,但DNA--蛋白质交联率（DPC）却不断升高,呈现出浓度-剂量效应关系。从生化指标说明细胞氧化损伤程度在加剧。随着Cd²⁺浓度的升高,SOD、CAT和GPx呈现出先上升后下降的变化趋势:MT mRNA的表达量随Cd²⁺浓度的上升持续增加;MDH和COX活性均被Cd²⁺抑制,但MAO出现先升后下降的趋势。说明生物体在外界Cd²⁺的诱导下产生氧化应激作用,MTmRNA的表达量与各生化指标有一定的相关性。DNA-Ladder图中显示,不同镉浓度组均出现了梯形条带,且伴随Cd²⁺浓度的增加,条带越来越清晰且数量也越来越多:AO/EB双荧光染色结果显示,随Cd²⁺浓度的升高,细胞由绿色逐渐过渡为橙黄色甚至红色,细胞凋亡率不断上升。石蜡组织横、纵切片中可看到不同浓度的镉溶液对文蛤鳃的鳃丝、鳃水管和内、外腔等重要的细胞结构产生严重的损伤作用。超微结构显示对照组鳃细胞的细胞膜及核膜清晰,微绒毛结构完整,线粒体嵴丰富;1.5和3 mg/L浓度组细胞内质网膜扩大,出现囊泡,线粒体嵴减少,逐渐出现空泡化,核膜边缘出现轻微囊泡化。6和12 mg/L浓度组细胞膜性结构囊泡化加重,线粒体嵴大量减少,出现溶酶体。故Cd²⁺可能诱导文蛤鳃细胞产生大量的自由基,导致鳃组织结构被破坏,特别是线粒体的结构损伤很大,相关膜活性受到抑制,生物体抗氧化代谢发生异常,出现氧化激损甚至凋亡,推测线粒体介导的内源性细胞凋亡途径可能是Cd²⁺诱导文蛤鳃细胞凋亡的主要通路。更多还原