金属硫蛋白对镉诱导鲤鱼细胞凋亡相关基因的调控机制研究

镉是我国目前水环境中最重要的重金属污染物之一，其导致鱼类凋亡的途径及其应激基因金属硫蛋白在凋亡中的调控机制尚不明确。我们前期研究结果表明镉能通过死亡受体介导途径诱导鱼类细胞凋亡，但是既往有研究表明不同镉诱导浓度和作用时间导致细胞凋亡的机制存在差异。因此，我们推测镉诱导的鱼类细胞凋亡可能同时存在死亡受体介导途径和线粒体介导途径两种凋亡机制，金属硫蛋白可能通过抑制或激活凋亡相关基因而抑制凋亡的发生发展进程。本项目拟以我国重要的淡水经济养殖品种鲤鱼作为研究对象，应用凋亡抑制剂，结合TUNEL、流式细胞术、免疫印迹等方法探讨镉诱导的凋亡途径及机制；采用RNA干扰方法沉默金属硫蛋白基因，明确该基因对凋亡的抑制作用及其作用机制。本研究为进一步探讨镉胁迫下鱼类细胞凋亡机制，为揭示鲤鱼对镉毒害免疫防御的分子机制奠定基础。

镉是我国目前水环境中最重要的重金属污染物之一，其导致鱼类细胞凋亡的途径及其应激基因金属硫蛋白在凋亡中的调控机制尚不明确。在该项目中，项目组成员成功克隆了鲤鱼细胞凋亡相关的8个基因并制备了相应的多克隆抗体；通过体内、体外实验检测了镉诱导鲤鱼组织或细胞后的细胞凋亡情况，并明确了金属硫蛋白基因在镉诱导细胞凋亡过程中的调控作用，主要结果如下：（1）在以婺源荷包红鲤为研究对象的体内实验中，镉胁迫导致肝、肾、鳃组织受损和细胞凋亡的发生及线粒体信号途径的凋亡基因发生剪切、移位或活性上调。（2）在以鲤上皮瘤细胞为研究对象的体外实验中，镉同样通过线粒体信号途径诱导细胞凋亡，其凋亡程度和诱导的浓度和时间相关；当沉默金属硫蛋白基因后，鲤上皮瘤细胞凋亡水平显著上调，并且凋亡基因的活性、剪切、移位现象显著增加或上调。这些结果表明：镉可诱导鲤鱼细胞凋亡，其凋亡程度和诱导时间、浓度有关；金属硫蛋白基因通过调节线粒体信号途径相关基因参与了凋亡发生的调控。本研究为进一步探讨镉胁迫下鱼类细胞凋亡机制，为揭示鲤鱼对镉毒害免疫防御的分子机制奠定基础。