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随着中国经济的发展,由工业生产造成的大气污染也日趋严重,其中大气氟化物的污染也应为其对植物,动物及人类的毒害作用得到了越来越多的关注。本研究以家蚕的卵巢细胞(BmN)为研究对象,从细胞和蛋白质组水平揭示氟化物对家蚕细胞的毒性,重点研究氟化物(NaF)对家蚕卵巢细胞形态,增殖,细胞凋亡和细胞坏死方面的影响,并且在此基础上研究了氟化物(NaF)造成的家蚕卵巢细胞蛋白质组的改变情况,初步探讨了家蚕氟化物中毒的分子学因为。为监控氟化物对昆虫的影响提供参数指标。
其主要结论如下:
(1)氟化钠刺激后家蚕Bm培养细胞的形态变化。染氟前24h将培养基换为含5%小牛血清的TC-100,用TC-100配制氟化钠培养基,使得含氟浓度分别为0、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2、.0.1、1M F,培养0、8、24、48、72小时之后,在显微镜下,观察细胞形态的变化。结果:氟化物处理细胞后,在显微镜下观察发现低浓度的NaF(0、10-6、10-5、10-4M)对细胞的形态没有影响,高浓度的NaF在8小时内就能对细胞的形态产生影响,与对照组细胞相比,对照组的细胞成树枝状,贴壁紧密,折光性很好,高氟组细胞(10-3、10-2、.0.1、1M)呈现圆形,很多不能贴壁,且随着作用时间的推移胞质内出现了黑色的物质,细胞的折光率也降低。
(2)MTT法检测氟化钠对家蚕BmN细胞的增殖的影响。将家蚕BmN细胞以每孔104个细胞密度接种于96孔培养板中,培养三天。加氟培养72 h,使F终浓度为0,1,10,100,1000,2000,5000,10000μM,酶标仪检测各孔在490nm处的吸光值,并与对照组比较,得到各个浓度的氟化物(NaF)对细胞增殖的抑制率,进而得到NaF的半抑制浓度(50%inhibiting concentration)IC50为5662μM。
(3)氟化钠对家蚕BmN细胞的毒性的检测。采用流式细胞术,用浓度为100和300μM NaF分别处理BmN细胞72小时,结果显示细胞凋亡比对照组上升了5.1%和6.0‰而细胞坏死率与对照组的0.45%相比上升了79.9%和84.6%。
(4)氟化物刺激家蚕细胞的差异蛋白质组研究。我们使用了蛋白质二维电泳和质谱鉴定差异蛋白的方法,浓度为300μM的氟化钠处理BmN细胞后造成了细胞蛋白质表达的改变,本研究中发现改变的蛋白有40个,并鉴定出其中的5种蛋白:分别为热休克蛋白(heat shock cognate protein),钙蛋白前体(calreticulinprecursor)和DNA超螺旋因子(DNA supercoiling factor),线粒体醛脱氢酶(mitochondrial aldehyde dehydrogenase)和抑制素蛋白WPH(prohibitin proteinWPH)。其中因氟化钠刺激而上调的蛋白有热休克蛋白(heat shock cognateprotein),钙蛋白前体(calreticulin precursor)和DNA超螺旋因子(DNA supercoilingfactor)。因氟化钠刺激而表达下调的蛋白有线粒体醛脱氢酶(mitochondrialaldehyde dehydrogenase)和抑制素蛋白WPH(prohibitin protein WPH)。