微囊藻毒素诱导细胞凋亡机理的研究

论文摘要

1878年Francis首次报道了动物因饮用含蓝藻的水而发生死亡,由于水体富营养化造成的微囊藻毒素生态健康风险问题倍受国内外关注,世界各国纷纷开展有关微囊藻毒素检测分析、控制技术、毒效应及其机制以及健康风险等研究工作,其中微囊藻毒素的产生机制和毒效应机理是环境毒理学研究的热点问题之一。 本文建立了水质和鱼体样品中微囊藻毒素的检测方法,对水体中微囊藻毒素含量与环境因子的相关性进行统计学分析,研究野外藻华水体藻食性鱼种白鲢体内微囊藻毒素的生物累积效应和分布特征,重点研究微囊藻毒素诱导鱼体免疫细胞（淋巴细胞）发生凋亡的毒效应和机理,并以细胞凋亡半有效浓度EC50作为新的细胞毒性指标,评价微囊藻毒素与苯系物诱导细胞凋亡的构效异同,探讨微囊藻毒素诱导细胞凋亡的构效机制。主要研究结论如下: （1） 建立了水体中两种典型微囊藻毒素MCLR和MCRR的简便分析方法。应用Oasis HLB固相萃取柱和Agilentl100液相色谱系统,MCLR和MCRR的绝对检测限分别为2.0ng和0.5ng,平均回收率分别为79.5%和81.4%。于太湖流域长兴包漾河和钱塘江流域富春江水华的实际水样中分别检测到MCRR和MCLR,检出值分别为22μg/L和0.71～0.96μg/L,该方法稳定可靠,适用于野外实际水样的检测。 （2） 建立了鱼体组织中痕量MCLR和MCRR的分析方法。应用Agilentl100液相色谱和四极杆电喷雾质谱系统,MCLR和MCRR的绝对检测限分别为70pg和40pg,方法平均回收率分别为74.2%和88.4%;贴沙河白鲢鱼样品的肠、肝、肾、肌肉组织中检测到0.92～6.4μg/g的MCRR和0.51～2.μg/g的MCLR,主要富集在肠组织中,其次是肝和肌肉,在肾中富集较少,在脂肪组织中未检出;摄取吸收可能是微囊藻毒素在白鲢鱼体内累积的主要途径;食用贴沙河白鲢鱼导致的微囊藻毒素每日摄入量约为0.03μg/kg body weight,与WHO的标准值（0.04μg/kg body weight）非常接近,存在潜在的人体健康风险。 （3） 对太湖流域和钱塘江流域水体的统计学分析表明,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮分别是水环境中微囊藻毒素MCLR和MCRR生物合成的关键环境影响因子;对于MCLR的生物合成来说,总磷是重要的限制性营养盐。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 微囊藻毒素的化学特征和检测技术
• 1.1.1 微囊藻毒素的化学特征
• 1.1.2 微囊藻毒素检测的前处理技术
• 1.1.3 微囊藻毒素的分析技术
• 1.2 微囊藻毒素的产生机制及生态毒效应
• 1.2.1 微囊藻毒素与环境因子的相关性
• 1.2.2 微囊藻毒素的产生机制
• 1.2.3 微囊藻毒素在生物体内的累积效应
• 1.3 微囊藻毒素诱导细胞凋亡的毒效应
• 1.3.1 微囊藻毒素生物致毒效应
• 1.3.2 细胞凋亡与细胞死亡的诱导物特性
• 1.4 论文研究目标和思路
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究思路
• 第二章 环境中微囊藻毒素检测方法研究
• 2.1 实验
• 2.1.1 材料与仪器
• 2.1.2 样品前处理方法
• 2.1.3 检测分析方法
• 2.1.4 数据处理方法
• 2.2 结果和讨论
• 2.2.1 样品前处理和检测方法的优化
• 2.2.2 检测方法的灵敏度和回收率
• 2.2.3 标准品和实际样品的检测结果
• 2.3 小结
• 第三章 水体中微囊藻毒素的时空分布特征
• 3.1 实验
• 3.1.1 采样水体及样品采集
• 3.1.2 材料与仪器
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 结果和讨论
• 3.2.1 水体中微囊藻毒素含量的时空分布特征
• 3.2.2 微囊藻毒素含量与环境因子的统计分析
• 3.2.3 鱼体组织中微囊藻毒素累积分布特征
• 3.3 小结
• 第四章 微囊藻毒素诱导鱼体细胞凋亡的机理
• 4.1 实验
• 4.1.1 材料与仪器
• 4.1.2 实验方法
• 4.2 结果和讨论
• 4.2.1 微囊藻毒素诱导鱼体细胞凋亡过程形态变化
• 4.2.2 细胞凋亡率的定量检测
• 4.2.3 微囊藻毒素对 DNA的影响
• 2+和活性氧类物质O₂^-浓度动态变化'>4.2.4 细胞凋亡过程中Ca²⁺和活性氧类物质O₂^-浓度动态变化
• 4.2.5 细胞凋亡过程中线粒体膜电位（△Ψm）动态变化
• 4.2.6 细胞凋亡过程中 ATP含量动态变化
• 4.2.7 低剂量微囊藻毒素诱导细胞凋亡的时间与剂量效应关系
• 4.2.8 微囊藻毒素与苯系物诱导细胞凋亡的构效异同
• 4.3 小结
• 第五章 研究结论、创新点与展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间完成的学术论文
• 致谢