微囊藻毒素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡研究進(jìn)展

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1、微囊藻毒素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡研究進(jìn)展由于工農(nóng)業(yè)排污和生活排污日趨增多，水體污染日益嚴(yán)重，引發(fā)藻類水華頻繁爆發(fā)，已成為全球廣泛關(guān)注的環(huán)境問題。其中以銅綠微囊藻(Microcystinaeruginosa)、水花魚腥藻(Anabaenaflosaquae)、顫藻(Oscilllationaeruginosa)等產(chǎn)生的有毒成分微囊藻毒素(microcystin.MC)對人體健康危害最為嚴(yán)重。近年來，對微囊藻毒素的毒性研究已受到關(guān)注并取得了初步成果，但具體的毒性機(jī)制尚未明確。研究認(rèn)為，細(xì)胞凋亡是毒素發(fā)揮其毒性作用的關(guān)鍵所在，因而微囊藻毒

2、素致細(xì)胞凋亡的研究是熱點(diǎn)之一。本文就相關(guān)研究進(jìn)展作一綜述?！　?微囊藻毒素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡　　11微囊藻毒素的嗜肝、嗜腎特性流行病學(xué)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均已證實(shí)，微囊藻毒素是一種肝毒素，它具有嗜肝特性，進(jìn)入機(jī)體后聚集在肝臟，在肝細(xì)胞的細(xì)胞核及線粒體中發(fā)揮損傷作用，引起肝臟炎癥改變，表現(xiàn)為肝細(xì)胞變性、壞死，甚至肝功能衰竭。肝細(xì)胞膜上可能存在微囊藻毒素能通過的陰離子多肽通道，或者通過膽酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入肝細(xì)胞，這可能是微囊藻毒素對肝細(xì)胞具有較高的親和力的原因〔1〕。最近發(fā)現(xiàn)，微囊藻毒素還具有嗜腎特性。張占英等〔2〕用同位素125Ⅰ標(biāo)記微囊藻毒素

3、后，通過腹腔注射、靜脈注射及口服的方式給小鼠染毒，觀察微囊藻毒素在小鼠體內(nèi)的分布。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3種途徑進(jìn)入小鼠體內(nèi)的微囊藻毒素，70%以上都聚集在肝臟和腎臟，2個(gè)臟器單位質(zhì)量中的微囊藻毒素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他臟器。RBhattacharya等〔3〕向大鼠腹腔注射微囊藻毒素，1h后即可觀察到大鼠腎損害的表現(xiàn)，出現(xiàn)血尿、蛋白尿和膽紅素尿，血尿素氮及肌酐明顯升高，腎皮質(zhì)及髓質(zhì)有炎癥改變，有時(shí)間劑量效應(yīng)關(guān)系，提示微囊藻毒素除了嗜肝之外，還具有嗜腎的特性，腎臟也是微囊藻毒素的靶器官，這一特性是微囊藻毒素腎毒性的基礎(chǔ)?！　?2微囊藻毒素

4、對肝細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)Guzman〔4〕在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)觀察到，微囊藻毒素中毒動(dòng)物的肝組織損傷明顯，可見中央小葉區(qū)被炎癥細(xì)胞浸潤，肝細(xì)胞出現(xiàn)脂肪樣變性及細(xì)胞凋亡，存在時(shí)間劑量反應(yīng)關(guān)系。施瑋〔5〕等在研究不同劑量微囊藻毒素的亞急性肝毒性實(shí)驗(yàn)中亦觀察到相似的結(jié)果，染毒組大鼠血清乳酸脫氫酶(LDH)和谷草轉(zhuǎn)氨酸(AST)升高，肝細(xì)胞變性、破壞和幼稚型細(xì)胞增生。免疫組化檢測顯示，隨著染毒劑量增加，肝細(xì)胞凋亡率顯著增加，凋亡增加速度大于增生速度，說明微囊藻毒素能誘導(dǎo)肝細(xì)胞凋亡，肝細(xì)胞凋亡可能是其致肝臟毒性的原因，在體外原代培養(yǎng)大鼠肝細(xì)胞微囊

5、藻毒素染毒后亦觀察到肝細(xì)胞的凋亡，與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致〔6〕?！　?3微囊藻毒素對腎細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)Nobre等〔7〕離體灌注鼠腎染毒MCLR(L、R分別代表亮氨酸和精氨酸)，90min后即發(fā)現(xiàn)腎小管鈉的轉(zhuǎn)運(yùn)率大為減少，尿樣中出現(xiàn)蛋白質(zhì)，腎濃縮功能下降，腎小球?yàn)V過膜受損。Milutinovic等〔8〕給CLR或MCYR(Y、R分別代表酪氨酸和精氨酸)，連續(xù)8個(gè)月，也觀察到腎皮質(zhì)、髓質(zhì)的損傷，主要是腎小管損傷，小管內(nèi)充滿同質(zhì)嗜酸性物質(zhì)，小管細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死并存。Fischer〔9〕給鯉魚喂飼相當(dāng)于400μg/kgMCL

6、R的銅綠微囊藻毒素1h后，免疫學(xué)方法顯示，毒素分布在腎近端小管細(xì)胞內(nèi)，隨時(shí)間的延長而增加。組織學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)，在腎小球近端小管P2段有單個(gè)上皮細(xì)胞空泡形成，細(xì)胞凋亡，脫落，腎皮質(zhì)及髓質(zhì)連接處出現(xiàn)蛋白質(zhì)樣脫落物。傅文宇等〔10〕通過流式細(xì)胞儀結(jié)合碘化丙啶/鈣依賴磷脂結(jié)合蛋白Ⅴ(PI/AnnexinⅤ)雙染色法檢測經(jīng)微囊藻毒素染毒處理的體外培養(yǎng)的正常大鼠腎細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，當(dāng)MCLR的濃度為100nmol/L時(shí)，凋亡率為577%，當(dāng)濃度為1000nmol/L時(shí)，凋亡率為1893%，有良好的劑量反應(yīng)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微囊藻毒素能誘導(dǎo)

7、腎細(xì)胞凋亡產(chǎn)生，細(xì)胞凋亡可能也是微囊藻毒素腎毒性的基礎(chǔ)?！　?4微囊藻毒素對淋巴細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)微囊藻毒素還能夠通過誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞的凋亡，從而影響機(jī)體的免疫功能。Lankoff〔11〕等在體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MCLR在001mmol/L誘導(dǎo)12h就能夠引起人的外周血淋巴細(xì)胞凋亡，并呈時(shí)間劑量效應(yīng)關(guān)系。張建英等〔12〕用微囊藻毒素體外誘導(dǎo)鯽魚的淋巴細(xì)胞，亦有相似的結(jié)果。但是，與哺乳動(dòng)物細(xì)胞相比，微囊藻毒素誘導(dǎo)鯽魚淋巴細(xì)胞凋亡更為快速，1nmol/L的MCLR處理鯽魚淋巴細(xì)胞，2h后即可檢測到典型的細(xì)胞凋亡。此外，張建英及La

8、nkoff均在實(shí)驗(yàn)早期即可檢測到淋巴細(xì)胞DNA的損傷。因而推測，MC通過損傷DNA引起細(xì)胞凋亡〔11，12〕。Teneva等〔13〕在體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微囊藻毒素也能引起大鼠的B淋巴細(xì)胞凋亡。以上結(jié)果均來自體外實(shí)驗(yàn)?！　?微囊藻毒素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的機(jī)制　　21微囊藻毒素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的基礎(chǔ)微囊