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生物与新医药技术

近年来,随着近海地区经济的高速发展,我国近海工业带建立了众多金属冶炼、加工及电镀企业,大量富含金属的工业污水被排放至海洋中,造成近海痕量金属污染日益加剧。不同于有机污染物可被生物降解,痕量金属无法自然降解且易在环境中长期积累,从而对海洋生物及海洋生态系统产生潜在的危害。本研究根据目前我国近海海域痕量金属污染现状,选择典型痕量金属镉（Cd）和砷（As（Ⅴ））为暴露污染物,以近海重要渔业生物许氏平鲉（Sebastes schlegelii）幼鱼为研究对象,利用基于核磁共振技术（NMR）的代谢组学和基于同位素标记相对和绝对定量技术（i TRAQ）的蛋白质组学作为研究手段,研究了Cd和As（Ⅴ）对许氏平鲉幼鱼的毒理效应机制。研究结果为痕量金属的环境风险评估提供一定的理论依据。

Cd对许氏平鲉幼鱼毒理效应研究许氏平鲉幼鱼经不同浓度Cd（5μg/L和50μg/L）暴露14天后,鱼体中Cd含量测定结果表明,许氏平鲉幼鱼组织中Cd的富集量随暴露浓度的升高而增加。与对照组相比,5μg/L Cd暴露组鱼体Cd平均含量为对照组的2.75倍,但富集不显著（P＞0.05）。50μg/L Cd暴露组鱼体Cd含量为对照组的9.5倍,达到极显著水平（P＜0.01）。利用基于NMR技术的代谢组学技术研究表明,Cd暴露后许氏平鲉幼鱼体内代谢产物,包括乳酸、磷酸胆碱、ATP、丙氨酸和肌苷含量发生显著变化。利用基于i TRAQ技术的蛋白质组学研究许氏平鲉幼鱼蛋白质的变化,共得到168个差异蛋白。与对照组相比,低浓度Cd暴露组筛选出91个差异蛋白,包括52个上调表达蛋白和39个下调表达蛋白;高浓度Cd暴露组鉴定出77个差异蛋白,包括32个上调表达蛋白和45个下调表达蛋白。对差异蛋白进行功能和通路分析发现,Cd暴露抑制了许氏平鲉幼鱼糖酵解和三羧酸循环,如抑制糖酵解关键酶如果糖二磷酸醛缩酶、甘油醛3-磷酸脱氢酶、延胡索酸酶和苹果酸酶的表达;促进了许氏平鲉幼鱼的氨基酸、蛋白质和脂质代谢;

徐兰兰 博士 课题组组长 中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)

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