论文部分内容阅读
氟是人与动物正常生理功能必需的一种微量元素,适量摄入可以预防龋齿,但长期过量的氟摄入会引发各种氟中毒相关疾病,如氟斑牙、氟骨病及肾脏的钙化等。科学研究还发现:过量的氟摄入会对动物及人类的胃肠消化道、心脏、肾脏等器官造成损伤,对机体的蛋白、糖、脂代谢都有影响,对造血功能和免疫功能也有一定的影响。
目前关于氟中毒机理学术界比较认可的理论是自由基理论,该理论解释了氟中毒引起的氧化应激及细胞凋亡等现象。对于氟中毒实质的分子机理目前还没有研究清楚。对氟中毒的机理应该从整体上去认识,蛋白组学提供了一种从整体蛋白水平去揭示机体对氟中毒分子响应的方法。
本研究以河豚鱼作为特色的模式实验动物,首先对河豚肝脏组织在不同时间点抗氧化能力指标值的测定,选择性研究氟中毒起始阶段的分子响应。其次结合蛋白组学技术与方法,对高氟胁迫下河豚鱼各重要组织蛋白表达谱的最初变化(72h)进行了研究。对凝胶图谱上的差异蛋白,用基质辅助激光解吸飞行时间质谱及MASCOT进行分析鉴定。最后用生物信息学方法结合文献检索对鉴定蛋白的功能进行分析和注释,这对进一步研究这些差异蛋白在氟中毒过程中的功能与作用很有价值。本论文主要取得如下结果:
1.通过测定35mg/L的NaF在不同时间点对河豚鱼肝脏组织的抗氧化能力指标GSH,GPX,MDA的影响,发现高氟胁迫对细胞的最初伤害并不是由氧化应激引起的。
2.用比较蛋白组学的方法得到了高氟胁迫下河豚中肠、心脏、肝脏和肾脏组织总蛋白的62个差异表达蛋白。其中48个蛋白具有已知的分子功能和生物学作用,14个为未知蛋白。这些蛋白可能跟氟中毒的过程密切相关。
3.数据库和文献检索发现48个已知功能蛋白分别参与细胞凋亡、代谢、蛋白的合成与运输、细胞信号转导、钙的结合及代谢调控、核酸结合与相互作用等。其中5个为钙结合及代谢调控相关蛋白,另外13个为细胞凋亡相关蛋白。用String构建的分子功能调控网络图显示这13个蛋白形成了以肿瘤抑制因子P53为中心的相互作用的分子网络。通过对14个未知功能蛋白的保守功能域分析,发现这些新蛋白大多具有重要的保守功能域,如AAA+型ATP酶、逆转录转座子反转录酶、F1FO ATP合成酶β亚单位、c-JNK互作蛋白以及丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶等的核心功能域。
4.实验数据、生物信息学分析及相关文献检索结果推断:高氟对河豚鱼机体的最初伤害并不是由氧化应激引起的。这种最初的伤害很可能是由于过量氟摄入造成机体内游离钙离子的缺乏,引起钙代谢的紊乱。细胞凋亡是氟中毒起始阶段应激反应的重要形式,而钙信号诱导的凋亡可能是氟中毒起始阶段细胞凋亡的一个重要途径。