GSP对UVB照射斑马鱼生长发育的保护作用

【摘要】： 研究目的: 环境的变化直接影响生物的生长繁殖、遗传以及物种的延续。在环境因素中紫外线(UV)是非常重要的一种,其中又以中波段紫外线(UVB)影响最为剧烈。近年来由于人类活动等原因,导致臭氧层破坏,环境中的UVB越来越多,对地球上的生物造成了严重的危胁。本研究利用模式动物斑马鱼为材料对UVB的损伤作用及葡萄籽原花青素(GSP)的抗UVB照射作用进行了初步的研究,以期为环境保护生物学提供借鉴。 研究方法: 1)用不同的强度和照射时间对斑马鱼的原肠期胚胎进行UVB照射,同时设无照射对照组。观察不同的强度和照射时间对斑马鱼胚胎发育形态学方面的影响,统计存活率、死亡率、畸型率等相关结果作为评价指标。 2)照射过的斑马鱼胚胎用单细胞凝胶电泳技术(SCGE)对胚胎细胞中的DNA损伤程度进行检测,研究不同UVB照射条件对胚胎细胞中DNA的损伤以及不同的胚胎发育阶段对UVB照射的耐受性。 3)用显微注射的方法将一定浓度的葡萄籽提取物[GSE含原花青素(GSP)95%]注入斑马鱼原肠早期胚胎的卵黄中,设蒸馏水注射对照组,注射后于相同条件下进行孵化,统计结果。 4)在斑马鱼成鱼的食物及周围的生活环境中加入一定浓度的GSE,以视网膜作为研究对象,用免疫组织化学的方法对UVB照射后斑马鱼视网膜中Caspase-3蛋白的表达进行检测,设正常饲养条件下的斑马鱼作为对照,免疫组化的结果经光密度分析对不同情况下Caspase-3蛋白的表达进行比较。 结果 1)UVB照射对斑马鱼胚胎发育的形态学方面具有较大的影响,短时间内没有发现明显的剂量-效应关系,当照射时间延长到3min以上,随着UVB强度和照射时间增加,胚胎的死亡率与仔鱼的畸型率均增高,呈明显的正相关。UVB照射斑马鱼造成的畸型主要有尾部弯曲,围心腔扩大,眼前突,比较严重的则会出现脊椎扭曲,尾部发育短小,头部严重变形等。随着UVB强度和照射时间的增加,畸型率和严重畸型率都有明显的上升,最终全部变为畸型甚至严重畸型,死亡率100%。 2)UVB照射对斑马鱼胚胎中的DNA也有严重的损伤作用,并且随着照射时间的延长和照射强度的增加损伤呈现出上升的趋势,但没有发现明显的累积效应。在相同照射条件下对原肠期胚胎、体节期胚胎和出膜两天的仔鱼进行比较时发现随着发育的进行,胚胎抵抗UVB损伤的能力在不断的增强。 3)通过显微注射的方法将1mg/mL的GSE注射到斑马鱼原肠早期胚胎的卵黄中,结果发现注射过的胚胎死亡率与畸型率明显低于对照组。在饲养幼鱼的水环境中加入一定浓度的GSE会导致幼鱼的活跃程度下降,死亡率上升,浓度达到一定值时则会导致幼鱼全部死亡。 4)免疫组织化学染色显示Caspase-3蛋白主要在视网膜的外层表达,UVB照射组视网膜中Caspase-3蛋白的表达量增加,但GSE饲喂组经照射后视网膜中Caspase-3蛋白的表达低于正常生活状态下的照射组。 结论: 1)UVB照射对斑马鱼早期发育阶段具有明显的致畸、致死作用 2)UVB照射对斑马鱼胚胎中DNA具有明显的损伤作用,且损伤程度呈剂量-效应关系 3)GSP能有效提高经照射的斑马鱼胚胎的存活率 4)GSP可以减轻斑马鱼视网膜照射下所产生的损伤,具有明显的保护作用