UVB照射对中华大蟾蜍早期胚胎蛋白质表达的影响

【摘要】： 紫外线(Ultraviolet,UV)是一种非电离辐射光物理因子,其中的中波段紫外线即UVB对生物体有很重要的作用。为了研究UVB对两栖类动物早期胚胎发育的影响,本论文以中华大蟾蜍早期胚胎为实验材料,采用302 nm中波紫外线(Ultraviolet radiation B,UVB)照射不同发育时期的中华大蟾蜍胚胎,在发育形态、蛋白质谱和组织表达水平检测了UVB照射前后胚胎蛋白质表达的变化。1)以304μw/cm~2强度的UVB照射不同发育时期的中华大蟾蜍胚胎,观察记录胚胎的发育过程、统计存活率和畸变率与照射时期的关系。结果表明,UVB照射并不显著影响受精卵的孵化率;对较早时期胚胎(2细胞期～囊胚期)存活率的影响较复杂,可明显降低较晚时期胚胎(原肠胚～神经胚)的存活率;UVB照射后在不同发育时期,较早时期胚胎的畸变率也不同,而较晚时期胚胎的畸变率有明显的上升。2)提取UVB照射前后的中华大蟾蜍囊胚和神经胚总蛋白质进行双向凝胶电泳,胶体考马斯亮兰染色后成像,利用ImageMaster 2D Platinum 6.0图像分析软件进行分析。结果表明,UVB照射对胚胎蛋白质点的个数和分布都有显著影响:照射后囊胚变化的点129个,包括表达上调的点17个,表达下调的点11个,照射后消失或增加的点102个;神经胚照射后变化的点84个,包括表达上调的点10个,表达下调的点11个,照射后消失或增加的点63个。3)根据二维电泳分析结果,选取差异显著的点进行MALDI-TOF质谱分析,并利用软件Mascot distiller过滤基线峰、识别信号峰并搜索NCBInr数据库,寻找匹配的相关蛋白质,同时查询其功能。结果鉴定出来的有明确功能阐述的蛋白,包括照射后表达量减少的7种蛋白:67kD层粘连蛋白受体前体、过氧化物酶2、烯醇化酶1、类似热休克同源蛋白70、MGC82602蛋白、tRNA核苷酸转移酶前体、核蛋白Alb,以及照射后含量减少的4种蛋白:含缬酪肽蛋白、糖原磷酸化酶(脑型)、微管蛋白56D和caspase-7。这些蛋白都是参与细胞活动的重要蛋白,在UVB照射前后差异表达显著。4)以304μw/cm~2强度的UVB照射中华大蟾蜍囊胚、原肠胚和神经管期胚胎,制作石蜡切片,并进行caspase-3的免疫组织化学染色。结果表明UVB照射后,caspase-3在囊胚动物极表达加强而在植物极表达减弱。在原肠期胚胎中,表达caspase-3的阳性细胞数量增多。在神经管期胚胎中,胚胎头部caspase-3表达加强而腹部表达减弱。本论文中所讨论的UVB这一环境因子对两栖类胚胎影响的研究,有助于揭示生物体发育过程中光物理因素对其物种演化、变异所起的作用,以及特定光物理因素条件下生物的遗传适应性和胚胎发生的分子机理,并对环境保护和健康维护提供借鉴。