TCDD诱发斑马鱼胚胎shh基因表达降低及其对下颌发育的影响

作者:杨景峰;董武;曹颖霞;王思珍 刊名:动物学研究 上传者:江晟

【摘要】2,3,7,8-四氯-二苯基-对-二恶英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,TCDD)为毒性 很强的环境污染物质。用O-1.0μg/L的TCDD处理受精后24 h(24 hpf)的斑马鱼胚至观察时为止,进行了形 态学观察、基因阻断、原位杂交、TUNEL染色以及免疫学染色等实验。结果表明,TCDD处理后会引起斑马鱼 下颌短小,Shh基因在下颌部表达降低;而在芳烃基受体AhR功能阻断的胚胎中,TCDD并没有引起斑马鱼下 颌短小,同时也没有观察到Shh基因表达缺失;免疫学染色表明TCDD和Shh阻断物质Cyclopamine均可引起 斑马鱼下颌区域增殖细胞的减少。TCDD引起的下颌短小可能是首先引起以AhR为媒介的Shh表达缺失,进而 造成下颌部增殖细胞减少,最终引起下颌短小的发生

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二恶英类物质有极强的致癌、致畸、致突变为主的“三致”作用,并可能对我们的后代产生长期的较严重的影响。自我国加人《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》(简称《POPS公约》)以来,人们对二恶英类(dioxin)为主的环境持久性污染物质(POPS)的认识不断加强,有关二恶英的研究也受到重视。有关以二恶英为主的环境污染物质的研究所涉及的领域非常广。分析二恶英类物质对人体的毒性作用机理、进行基因毒性学研究,是解开二恶英类物质的环境一机体相互作用机制的要点,是保护人体健康的前提与基础,也是对其生物学评价的依据。只有深人地了解其机制,人们才能更好地采取有效保护措施,加强防治二恶英类物质造成的环境污染。2,3,7,8一四氯一二苯基一对一二恶英(2,3,7,8一tetraehlorodibenzo一尸一dioxin,TCDD)是毒性最强的环境持久性有机污染物之一,可引起小鼠上愕的开裂,血液循环系统障碍等典型症状(Peter-sonetal,1993;Theobald&Peterson1997;Takagietal,2000)。在鱼类也观察到由TCDD引起的斑马鱼下领短小等典型特征(Dongetal,2005)。这些症状的形成机制是:TCDD首先与细胞质内的芳烃基受体(A仃1hydroearbonreeeptor,AhR)竞争性结合,再与核内的转录因子形成异型二聚体并进人细胞核内,特异地与DNA相应区域(dioxin:esponseelement,DRE)结合,引起以细胞色素P450(CYP)为代表的转录因子的活化,进而引起一系列基因转录调节的变化(Teraokaetal,2002;Dongetal,2004)二在与二恶英的毒性密切关联的基因中,对AhR的研究较为深人,用TCDD处理AhR欠缺小鼠,没有出现上颗开裂及水肾病症等综合症(Petersonetal,1993)。同样的现象也在斑马鱼(Dani。reri。)的试验中发现:用TCDD进行功能阻断(knockdown)的斑马鱼胚胎,没有出现心血管发育障碍以及CYP的诱导(Praseheral,2003)。鱼类下领发育短小,已经成为由二恶英类物质毒性引起的典型症状之一,目前已经对虹蹲(On-eorh:nehu、m睡155)、青鳃(O哪iaslat明es)、斑马鱼等相继作了定性报道(Cantrelletal,1996;Hor-nungetal,1999;Hen仃etal,1997:Teraokaetal,2002),而下领短小的机制还不是十分清楚。我们在以往的研究中探明TCDD引起斑马鱼下领短小与soniche砂hog(shh)基因表达相关联(Dongetal,2005)。斑马鱼的shh基因,以及类似基因Tigg}一、inklehe妙hog(而hh)已被确认与头部颜面、肢体发育有密切的关系。由于shh基因在牙虾(Paralichth”ol初aceu、)的上颗、下领均有表达(suzuki&Kurokawa,1996),因此,Youngetal(2000)认为shh基因与上颗和下领的增殖、分化相关。我们使用AhRZ基因阻断(geneknoekdown)的斑马鱼,研究TCDD对shh表达的影响以及TCDD对下领部细胞增殖与细胞凋亡的作用,以期探明Shh和AhRZ的关系,以及Shh表达减少是否与下领的短小有直接的关系。材料和方法1.1实验用鱼斑马鱼AB系,由日本酪农学园大学引人,按Westerfield(1993)的方法繁育。1.2采卵及药物处理将斑马鱼雌雄分别培养,并以L:D=14:10光周期促熟,实验前一天混养。自行

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