文昌鱼肝盲囊——卵黄蛋白原的组织定位及Cd和Cu的毒性作用
文昌鱼(Amphioxus)是现存的与脊椎动物原始祖先最接近的原索动物，是介于无脊椎动物和脊椎动物之间的过渡类型，是研究脊椎动物进化和发育同源性分析的珍贵材料。本文从卵黄蛋白原的合成以及重金属对文昌鱼的毒性两方面，将文昌鱼肝盲囊与脊椎动物肝脏的功能进行比较，以证明二者之间的等同性。
卵黄蛋白原(Vitellogenin，Vg)是卵生动物卵黄蛋白的前体，卵生脊椎动物在肝脏中合成Vg，经血液循环运输到卵巢后，被正在发育的卵母细胞吸收，降解为卵黄蛋白，储存在卵子中，为发育胚胎提供营养物质。本文用免疫学方法对卵黄蛋白原在文昌鱼体内的定位进行了研究。免疫印迹结果表明，小鼠抗文昌鱼卵黄蛋白原血清能够与文昌鱼肝盲囊、卵巢抽提液以及体液产生杂交反应。而且在三种样品中卵黄蛋白原的分子一致，都是320 kDa左右，这与前期报道的文昌鱼卵黄蛋白原的分子量一致，说明文昌鱼卵黄蛋白原在从合成部位运输到卵巢过程中并未降解(Sun和Zhang，2001)。免疫组化结果显示，卵黄蛋白原定位于昌鱼肝盲囊、肠下静脉以及卵巢中。这说明文昌鱼肝盲囊和脊椎动物肝脏类似，能够合成卵黄蛋白原；所合成Vg经过血液循环运送到需要部位。这表明至少在卵黄蛋白原合成方面，文昌鱼肝盲囊和脊椎动物肝脏具有同源性。这与文昌鱼肝盲囊是脊椎动物肝脏前体这一观点相一致。
镉和铜是水体环境中主要污染物。镉对文昌鱼急性毒性实验结果表明，其96h半致死浓度为3.716(3.038-4.544)rag／L，安全浓度为0.372 mg／L。亚致死剂量实验选用0.743 tug／L(20％96h LC<,50>)的和1.115 mg／L(30％9611 LC<,50>)两种浓度处理文昌鱼。组织病理学观察结果表明，文昌鱼鳃和肝盲囊是镉毒害的靶器官，结构损害严重，具体表现为肝盲囊壁细胞空泡化，细胞间隙加大。文昌鱼鳃细胞受损严重，细胞空泡化进而解体。随镉离子处理浓度加大，鳃和肝盲囊结构破坏更加严重。脊椎动物中丙氨酸转氨酶(ALT:EC 2.6.1.2)和门冬氨酸转移酶(AST：EC 2.6.1.1)的活性变化是反应肝损伤的一一个有效的指标。Vaglio和Landriscj nal 2．6．1．1)的活性变化是反应肝损伤的一个有效的指标。Vaglio和Landri scinal(1999)以及christensen(1975)等研究发现，在鱼类中，镉对这两种酶活性的影响与在哺乳动物中观察到的毒害相似，即镉诱发肝组织中两种酶活性降低，而血清中两种酶的活性却显著升高。本实验研究也发现文昌鱼体液中ALT与AST的活性也因镉处理发生的变化与脊椎动物血清中两种酶活性变化类似，不同浓度Cd<'2+>处理后文昌鱼体液中两种酶活性都比对照增高。这说明镉离子处理后，文昌鱼体内类似脊椎动物肝脏的器官受到破坏。我们认为，ALT和AST活性的变化，可能正是鳃和肝盲囊结构破坏后，其内部生理机能变化的反映。这可能或许是肝盲囊从功能上和脊椎动物的肝脏具有相似性的又一依据。
本文还报道了重金属Cu<'2+>抖对文昌鱼和玫瑰无须囟巴(Puntius conchonius)的急性和亚急性毒性。实验结果表明，Cu<'2+>对文昌鱼和玫瑰无须鲃巴96h LC<,50>的分别为0.211(0.172—0.262)mg／L和0.473(0.404—0.554)mg/L，安全质量浓度分别为0.021 mg／L和0.047 mg／L。亚急性毒性实验中，文昌鱼和玫瑰无须鲃巴分别用浓度为20％和30％的96 h LC<,50>的Cu<'2+>处理。不同器官的组织病理学观察结果表明，铜对玫瑰无须鲃的鳃、肝脏、肾脏产生毒害；文昌鱼切片组织学显示，鳃和肝盲囊的细胞都表现为细胞空泡化等明显的结构破坏，实验结果揭示了文昌鱼的肝盲囊也和脊椎动物的肝脏一样，是受铜显著毒害的主要靶器官器官。因此，文昌鱼的肝盲囊至少在经受铜毒害方面与脊椎动物肝脏具有相似性，这从生理功能方面证实了类文昌鱼祖先的盲囊(digestive caecum)是脊椎动物肝脏的前体这一假说。
文昌鱼;卵黄蛋白原;免疫组化;肝盲囊
中国海洋大学
博士
海洋生物学
张士璀
2006
中文
Q959.287;Q51
111
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）