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热应激蛋白(Heat Shock Proteins,HSPs)是一种生物体内普遍适用并高度存在的应激蛋白,在外界污染影响下,HSPs的表达量发生变化,能快速保护细胞对抗外源性或内源性应激的攻击,提高细胞的修复能力并增强细胞对付应激的耐受程度。HSPs的诱导被认为是反映环境污染状况最灵敏的生物学反应之一,本文着重研究海洋鱼类HSP60和HSP70蛋白对常见海洋污染物的响应规律,探讨作为生物标志物的可行性。 本研究利用蛋白印迹法测定不同浓度石油水溶性成分(water soluble fraction,WSF)(20μg·L-1、40μg·L-1、80μg·L-1、160μg·L-1、320μg·L-1)、Cd和Pb(0.8μg·L-1、4.0μg·L-1、8.0μg·L-1、40μg·L-1、80μg·L-1)单独污染后,以及WSF和重金属复合污染后褐菖鲉肝HSP60和HSP70的表达量,分析不同类型污染后HSP60和HSP70蛋白含量之间的浓度-效应和时间-效应规律。主要研究结果如下: (1) WSF单独污染的剂量-效应实验表明,不同浓度WSF单独污染5d后对HSP60和70蛋白含量都没有显著影响,但延长暴露时间可显著诱导HSP70的表达,抑制HSP60的表达。 (2)重金属单独污染的剂量-效应实验表明,0.8μg·L-1的Cd显著抑制HSP60蛋白的表达,但是4.0μg·L-1和更高剂量的Cd显著诱导HSP60的表达。Pb整体而言显著抑制HSP60蛋白的表达。Cd和Pb对HSP70的剂量-效应影响规律非常相似:在0.8μg·L-1时即出现显著抑制,在4.0μg·L-1恢复至对照组水平,随浓度增大,HSP70蛋白含量又出现显著下降,整体表现为抑制效应。 (3)重金属单独污染的时间-效应实验则显示Cd和Pb对HSP蛋白含量的影响规律非常不同。Cd在暴露的第6d才开始显著诱导HSP60蛋白含量,且随时间延长蛋白含量保持稳定;而HSP70蛋白在第2d即被显著诱导并达到最大值,为对照的4.18倍,随后缓慢下降至对照水平。Pb仅在第10d显著诱导HSP60和HSP70蛋白的表达,分别是对照的3.0倍和7.5倍。 (4)复合污染的剂量-效应实验表明,随着WSF+Pb浓度的增大,HSP60和HSP70蛋白表达量增加,且HSP60被显著诱导。但当WSF浓度超过80μg·L-1之后,HSP60蛋白表达被显著抑制。HSP70在80μg·L-1WSF+8μg·L-1Pb时被显著诱导,其他浓度时HSP70蛋白表达则没有显著变化。WSF+Cd复合污染对HSP70的影响不显著。并且只有40μg·L-1WSF及80μg·L-1WSF和40μg·L-1Cd复合污染时才会显著诱导HSP60表达,其他浓度对HSP60的影响也不显著。 (5)复合污染的时间-效应实验结果表明,WSF+Pb复合污染显著抑制HSP70蛋白的表达;在污染的第2d诱导HSP60的表达,但在第8d却又抑制HSP60的表达。HSP60、HSP70蛋白含量随WSF+Cd复合污染时间延长有所波动,但都没有达到显著性差异。 (6)综合而言,HSP70可作为潜在的生物标志物用于监测海洋复合污染。