轉ABCC2和ABCC4基因斑馬魚抗毒物積累特性研究

《轉ABCC2和ABCC4基因斑馬魚抗毒物積累特性研究》是依託武漢大學，由鐘山擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：轉ABCC2和ABCC4基因斑馬魚抗毒物積累特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鐘山
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

重金屬、持久性有機污染物（POPs）和微囊藻毒素（MCs）等環境有毒物質可在魚體內大量富集，從而污染魚產品和危害人類健康。ABCC家族轉運蛋白在組織防禦和有毒物質解毒中具有重要功能。我們的前期研究發現，斑馬魚ABCC2和ABCC4在鎘、汞和鉛等有毒重金屬解毒和排泄中發揮著重要作用。本項目以斑馬魚為模型，研究轉ABCC2或ABCC4基因魚的抗毒物積累效應及作用機理，主要內容包括：（1）研製轉ABCC2和轉ABCC4基因的斑馬魚品系；（2）研究轉基因斑馬魚對有毒重金屬、POPs和MCs的積累和排泄特性；（3）研究ABCC2和ABCC4參與POPs和MCs解毒與排泄的分子機制。本項目的實施將進一步明確ABCC2和ABCC4在重金屬、POPs和MCs等有毒物質解毒和排泄中的功能及作用機制，為培育抗毒物積累的水產養殖新品系提供理論依據，並對保護我國人體健康和促進水產養殖業發展具重要潛在意義。

結題摘要

環境污染導致重金屬、微囊藻毒素（MC-LR）和持久性有機污染物（POPs）等有毒物質在自然水體中大量積累，這嚴重威脅魚類生存與人類健康。ABCC2和ABCC4屬於ABC轉運蛋白C類亞族成員，作為多毒物耐受的主要因子，在毒物排泄、組織防禦和信號傳導等方面有著重要的生理學作用。研究表明斑馬魚abcc2和abcc4基因是哺乳動物ABCC2和ABCC4直系同源基因，也可能具有識別和轉運多種毒物的功能。本項目通過轉abcc2和abcc4基因斑馬魚品系的研製，探討其在上述毒物解毒和排泄中的功能及作用機制。取得的研究結果如下： （1）利用轉基因技術研製出轉abcc2和abcc4基因斑馬魚品系。首先構建了“全魚”序列的轉基因載體，即啟動子和PolyA序列均來自鯉魚β-肌動蛋白基因，在abcc2或abcc4編碼序列的終止子引入了Flag標籤序列用於表達分析。P0代轉abcc2和abcc4基因斑馬魚陽性率分別為11.1%和22.1%，通過遺傳性分析各獲得了2尾和3尾能通過性腺傳遞的P0代轉abcc2和abcc4基因陽性魚。分別將可遺傳的P0代親本與野生型魚配對繁殖，F1代轉abcc2基因陽性魚篩選的比率分別是63.31%和62.96%，轉abcc4基因陽性魚篩選的比率為43.75%、47.22%和52.08%。qPCR和Western bolt結果表明各有2尾F1代轉abcc2和abcc4陽性個體能夠有效表達。通過F2代有效整合的陽性魚自交，分別獲得了1尾轉abcc2基因和4尾轉abcc4基因純合魚品系。 （2）在LLC-PK1細胞和斑馬魚胚胎水平檢測過表達斑馬魚Abcb4和Abcc4分別介導MC-LR、DDT和lindane等有機氯類農藥外排的分子功能。研究結果顯示MC-LR、DDT和lindane處理可分別誘導斑馬魚abcb4或abcc4基因在96-hpf幼體中的轉錄表達，過表達斑馬魚Abcb4或Abcc4能顯著降低MC-LR、DDT和lindane的毒性效應及在LLC-PK1細胞和斑馬魚胚胎內的積累。綜上，通過建立毒物耐受的過表達細胞系和轉基因品系，為培育抗毒物積累的水產養殖新品系提供理論依據。