对二甲苯影响非洲爪蟾胚胎发育基因的定量研究
摘要:对二甲苯(para-xylene,PX)是一种重要的工业原料,但其易泄露进入环境对环境和生物体造成伤害。本文主要从PX及其衍生物的危害、胚胎发育相关基因(PCNA、BLBP、SOX2、Tubulin、BDNF)和帕金森病(SNCA、DJ-1)、亨廷顿病(huntingtin)相关基因的研究进行综述。通过了解相关基因的结构和功能,定量研究PX处理非洲爪蟾蝌蚪后这些基因的表达水平变化,探讨PX对生物体的毒害机制,为胚胎发育及神经损伤治疗的机制研究提供参考信息。
关键词:对二甲苯; 胚胎发育; 帕金森病;亨廷顿病
对二甲苯(PX)是现代工业生产中的一种重要的基础化工原料,广泛应用于石油化工、医药、塑料和纤维合成等行业中。中国是目前世界上最大的PX生产国家和消费国家[[1]],但是PX对动物具有一定的毒性,并且PX在生产加工、储存运输和使用过程中,容易泄露进入自然环境,通过呼吸系统、皮肤接触或饮食进入生物体内造成伤害。
- 对二甲苯及其衍生物的危害分析
大量研究表明,二甲苯对非洲爪蟾、鲢鱼和斑马鱼都有不同程度的毒性,会影响斑马鱼和两栖动物的生存、生长和发育。黄树辉[[2]]等通过对斑马鱼胚胎的研究发现,5 mg/L浓度的二甲苯对胚胎发育有致死作用,并且对斑马鱼胚胎的致死率和致畸率均会随着二甲苯暴露浓度的升高而增加,除此之外,在二甲苯染毒后存活下来的幼体运动速度也会低于正常水平,所以我们可以发现二甲苯对于斑马鱼胚胎具有致死、致畸的作用,并且会影响斑马鱼的生长发育。此外,研究发现非洲爪蟾和斑马鱼胚胎在麝香二甲苯溶液(400 mg/L)中处理11d会降低20%的生存率,同时会对胚胎发育也有明显的抑制作用[[3]],主要表现为胚胎重量减轻、黑色素细胞发育不全、孵化延迟和体长缩短。在对哺乳动物的研究中发现,当小鼠暴露在浓度为1000~2000 ppm的二甲苯及其衍生物环境中,会导致小鼠胚胎重量减轻,对小鼠生长发育产生致畸作用[4]。
另有研究发现,长期暴露于二甲苯污染的环境中会导致大鼠听力和神经系统受损[[4]]。万永霞[[5]]等研究发现,二甲苯对小鼠有导致溶血的作用,更严重地会影响小鼠的造血功能。有研究,高浓度的二甲苯 (100 mg/m3) 对中枢神经有刺激作用,并可能因长期接触而诱发白血病,表明二甲苯对血液系统有一定的危害。二甲苯暴露还会对生物体产生一定程度的神经毒性效应[[6]],对脑组织具有明显的损伤作用[[7]],还可以引起生殖毒性[[8]]、胚胎发育毒性[[9]]、呼吸系统毒性[[10]]。
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胚胎发育部分相关基因概述
- PCNA
PCNA分子是一个六边对称的封闭环状结构,由三个同源单体组成,每个单体由两个结构域构成,即六个重复的结构域组成一个PCNA分子的结构。PCNA的环状三聚体结构在进化上高度保守,环状内部为富含大量的赖氨酸和精氨酸的碱性区,带正电荷的碱性氨基酸容易跟带负电的双螺旋DNA相互吸引、结合。PCNA的结构特点除了可以使它与DNA链相结合外,还可以使其通过自身的疏水结构与各种蛋白质结合[[11]]。
PCNA存在于各类增殖细胞中,包括正常增殖细胞和癌细胞,并且PCNA为细胞增殖重要的衡量指标。还有研究证实了PCNA在细胞增殖的启动上发挥了重要作用 [11]。近几年,随着研究的不断进行,人们发现PCNA还参与了很多重要的细胞事件,如细胞DNA损伤修复、细胞周期调控、染色体重组以及细胞凋亡等细胞活动。
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- BLBP
BLBP 是脂肪酸结合蛋白家族的成员之一,作为放射状胶质细胞的一种标志分子。它是一种与低分子量疏水配基结合的蛋白,参与信号的传导和代谢。
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