斑马鱼作为一种新型模式脊椎动物,具有繁殖能力强、生殖周期短、胚胎透明、能在显微镜下进行实时观察等特点。其基因与人类基因有着87%的相似性,被美国食品药品监督管理局列为继人和啮齿类鼠之后的第三大模式生物,已广泛应用于生命科学研究。来自齐鲁工业大学(山东省科学院)生物研究所的曲蕙名、王莹、赵博和楚杰*等人利用不同浓度的H2O2处理斑马鱼仔鱼,通过对斑马鱼生化指标的检测、肝脏形态的观察以及实时定量聚合酶链式反应(PCR)检测,确定了H2O2对斑马鱼仔鱼的肝脏毒性以及β-胡萝卜素对H2O2诱导的斑马鱼肝损伤的保护作用,为β-胡萝卜素的开发利用提供理论参考。
01
H2O2对斑马鱼仔鱼的肝脏毒性
不同浓度的H2O2处理斑马鱼仔鱼48h后,与空白对照组相比,模型组ALT、AST活力均有升高;SOD活力极显着降低,MDA含量升高,且呈现一定的剂量-效应关系。高浓度H2O2组中斑马鱼仔鱼出现畸形、死亡。选择0.22mmol/L的H2O2用于斑马鱼氧化应激肝损伤模型的制备。
02
斑马鱼肝损伤的保护
与模型组相比,β-胡萝卜素能极显着抑制ALT活力的升高,明显升高SOD活力,极显着降低MDA的含量,说明β-胡萝卜素能有效降低H2O2对斑马鱼仔鱼造成的氧化应激损伤。
03
肝脏形态观察及病理学检测
给药处理48h后,荧光显微镜下观察H2O2和β-胡萝卜素对斑马鱼肝脏大小和荧光强度的影响。与空白对照组相比,模型组斑马鱼肝脏荧光强度降低,肝脏明显萎缩退化。与模型组相比,β-胡萝卜素组肝脏荧光强度增大,肝损伤有一定程度的减轻。
空白对照组中出生后5d的仔鱼肝脏结构正常,肝脏细胞染色体丰富。模型组中H2O2导致仔鱼肝脏细胞核萎缩,肝细胞肿胀、坏死,部分肝细胞胞质透亮,胞浆疏松,肝脏严重空泡化。β-胡萝卜素组中仔鱼肝损伤有一定程度的减轻,高剂量组保护效果最显着。
04
核转录因子Nrf2等相对表达量
与空白对照组相比,模型组细胞核转录因子Nrf2 mRNA相对表达量降低;与模型组相比,β-胡萝卜素能明显上调Nrf2 mRNA相对表达量,其中β-胡萝卜素高剂量组效果最显着。
与空白对照组相比, 模型组SOD、CAT、GSTP2 mRNA相对表达量均明显降低,β-胡萝卜素处理后能明显上调抗氧化酶基因相对表达量,对SOD和CAT的相对表达量的影响最明显。3个剂量组中,β-胡萝卜素高剂量组对抗氧化酶基因相对表达量的上调效果最显着。
结 论
H2O2处理斑马鱼仔鱼48 h后,组织匀浆液中ALT和AST活力升高,SOD活力降低,MDA含量升高;与模型组比较,β-胡萝卜素能够抑制ALT和AST的升高,提高SOD活力,降低MDA含量;病理切片结果显示β-胡萝卜素组能显着改善斑马鱼肝脏组织病理形态;提高Nrf2 mRNA的相对表达量,上调抗氧化酶基因的相对表达量。β-胡萝卜素对H2O2诱导的斑马鱼肝损伤具有保护作用。