鎘誘導(dǎo)小鼠腎臟蛋白組的變化及其功能的影響.pdf

1、重金屬鎘并不是人類的必需元素，它在自然界中的分布十分廣泛。由于現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，暴露到環(huán)境中的鎘會(huì)越來越多。鎘主要通過水、土壤或者空氣來擴(kuò)散、傳播，接著通過食物鏈進(jìn)入人體。鎘隨著血液進(jìn)入很多器官中，主要積累于腎臟和肝臟中，其他器官亦有積累，并不容易排出體外。當(dāng)鎘在人體內(nèi)積累一定程度的時(shí)候，會(huì)對(duì)人體中的肺、肝臟、骨骼、腎臟、心血管、免疫系統(tǒng)甚至遺傳系統(tǒng)等造成不同程度的損傷。鎘對(duì)腎臟損傷已經(jīng)被廣泛研究，但是分子機(jī)制還沒有被完全揭示。本研究通

2、過二維電泳技術(shù)鑒定出鎘影響的12個(gè)差異蛋白，并用RT-PCR技術(shù)和western blot技術(shù)進(jìn)一步驗(yàn)證，同時(shí)初步研究了其中兩個(gè)蛋白功能的變化。
　　我們選取ICR小鼠為模型，分為同等數(shù)目的四組，并用含有0ppm、10ppm、102ppm和103ppm等四種不同濃度鎘離子的食物分別喂養(yǎng)對(duì)應(yīng)組別的小鼠，一周后，獲取小鼠的腎臟組織，并提取蛋白和RNA，其中選取用102ppm濃度是文獻(xiàn)中常用的暴露劑量。
　　將102ppm濃度鎘飼

3、喂的小鼠腎臟蛋白進(jìn)行二維電泳并進(jìn)行質(zhì)譜分析鑒定得到12個(gè)差異蛋白，分別為D-乳酸脫氫酶線粒體前體（D-lactatedehydrogenase，mitochondrial precursor，0.86倍），磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（phosphoenolpyruvate carboxykinase，2.8倍），?；o酶A合成酶中鏈家族3（synthetase medium-chain family member3，0.39倍），羧肽酶M2

4、0結(jié)構(gòu)域連接蛋白1（carboxypeptidase PM20D1，0.32倍），驅(qū)動(dòng)蛋白輕鏈4(kinesin light chain4，1.76倍)，維生素B6磷酸氧化酶（pyridoxine-5'-phosphate oxidase，2.98倍），轉(zhuǎn)鐵蛋白(transferrin，0.75倍)，蛋白質(zhì)合成啟動(dòng)因子4A(protein synthesis initiation factor4A，3.31倍)，鈉氫交換泵調(diào)控因子3(N

5、a+/H+exchange regulatory cofactorNHE-RF3，2.19倍)，LIM和SH3結(jié)構(gòu)域蛋白1(LIM and SH3 domain protein1，3.53倍)，亞硫酸鹽氧化酶前體（sulfiteoxidase，mitochondrial precursor,2.5倍），維生素B6激酶（pyridoxal kinase，2.3倍）。然后利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)來檢測(cè)這些腎臟差異蛋白在四種濃度鎘離子處理下

6、的基因上表達(dá)的情況，發(fā)現(xiàn)其中有一個(gè)蛋白:羧肽酶M20結(jié)構(gòu)域連接蛋白1(carboxypeptidase PM20D1)的mRNA水平與二維電泳結(jié)果中蛋白水平不一致，再通過Western blot技術(shù)來驗(yàn)證所有蛋白在不同濃度鎘處理下的表達(dá)情況，其結(jié)果是與二維電泳結(jié)果一致的。所以有些蛋白是在轉(zhuǎn)錄水平上被鎘調(diào)控的，而有些則是在蛋白翻譯或降解水平上被鎘影響。二維電泳結(jié)果與Western Blotting結(jié)果一致，說明了二維電泳在蛋白研究中具有一

7、定的重要性和準(zhǔn)確性。
　　在這12種蛋白中，我們選取了LASP-1和NHERF3這兩種蛋白，在細(xì)胞水平上進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，這兩個(gè)蛋白在細(xì)胞水平上變化趨勢(shì)與組織中一致，添加一定濃度的鎘會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞遷移速度加快，這與LASP-1蛋白有著密切關(guān)系。選取鎘處理的小鼠腎臟組織做免疫組化，可見NHERF3蛋白不僅含量變多，還集中分布于腎臟皮質(zhì)及腎小管外圍，NHERF3蛋白的變化是腎臟功能變化的一個(gè)標(biāo)志之一，因此，鎘導(dǎo)致腎臟在結(jié)構(gòu)和功能的早期變化