利用弹涂鱼卵黄蛋白原基因作为生物标志物建立环境雌激素效应评价方法

Intro

环境雌激素(estrogenic estrogens,EES)是指一类进入动物机体后,具有干扰其体内正常内分泌物质的合成、释放、运输、结合、代谢等过程,激活或抑制内分泌系统的功能,从而破坏维持机体稳定性和调控作用的化合物,其对人类和野生动物的有害效应已引起了国际的广泛关注(左一)。

卵黄蛋白原(vitellogenin,Vtg)是雌鱼在卵黄形成时期血液中出现的雌特异性血清蛋白,但雄鱼和稚鱼在外源性雌激素作用下同样能诱导体内 Vtg 的生成。根据这一特性,Vtg可作为一种理想的雌激素或类雌激素效应的生物标志物。通过检测雄鱼和稚鱼体内Vtg的异常生成来指示水域环境中外源性雌激素物质(环境雌激素) 的污染状况(左二)。

The mudskipper

弹涂鱼Periophthalmus cantonensis(右图)是滩涂的典型代表种,喜穴居,摄食底栖硅藻,分布区域广,易捕获,易运输,食物链较短,体内各项指标检测能直观地反映近岸环境的变化;较其他鱼类而言,弹涂鱼具有更强的定居性,能更加准确地反映栖息地的生态状况。再综合其体型小,便于在实验室养殖,易辨别雌雄(依据生殖突起的外形区分,下一)等特点,可将弹涂鱼作为检测环境雌激素污染危害的主要监测物种。

My work

本研究利用弹涂鱼卵黄蛋白原mRNA作为生物标志物结合实时定量PCR等技术,建立了体内的环境雌激素检测模型。运用该模型对环境雌激素类物质,包括内源性雌二醇(E2)和外源性乙炔雌二醇 (EE2)进行雌激素效应评价,以期为我国东海沿岸水域环境雌激素的污染现状和危害进行全面调查并作出科学评价。

本研究克隆了弹涂鱼多型Vtg基因cDNA全长序列。分别获得长度5223(vtgAa)、5198 (vtgAb)、3770bp (vtgC)的cDNA序列,编码长度分别为1665、1681和1241的氨基酸序列(左二)。

弹涂鱼多型vtg mRNA荧光定量PCR标准曲线

弹涂鱼目的基因(各型vtg mRNA)与内参基因(ef1-α)的标准曲线(下图)相关系数R 2 均为0.99以上,扩增效率基本相同,斜率相差小于0.1,用绝对定量可信。

诱导实验

本研究使用不同浓度的E2和EE2对弹涂鱼幼鱼进行连续一周的诱导实验(左图),结果显示,各诱导组肝脏中vtgAa mRNA都有明显的表达,EE2处理的各浓度组中的表达量要显著高于E2处理组的表达量。在EE2和E2诱导的三个不同浓度组中,vtgAa在第7天时达到最高值。结果表明,弹涂鱼vtgAa在雌激素或具有雌激素效应的暴露下,具有良好的诱导效应,并可以通过Real-time PCR法进行灵敏准确高效的检测,其结果可直接反应污染物对鱼体的危害,因此可作为一种良好的生物标志物用以监测相应水体雌激素的污染。

 

 

 

本研究由国家自然科学基金青年科学基金项目(NSFC 41506193)资助。

 

 

作者简介

吴美琴,女,江苏常州人,博士,讲师,主要研究方向:
鱼类繁殖生理学、鱼类生态学、环境雌激素对鱼类生殖生理的影响、东亚沿海环境雌激素活性的监测与评估、水产品中环境雌激素生物检测技术的开发与应用。

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