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鱼类一直是生命科学研究领域的重要对象之一,其中鱼类免疫功能的改变可作为水质监测、环境保护以及风险评估等的重要指标,因此鱼类免疫学正在受到越来越多的重视。本研究从鱼类的免疫功能入手,探讨了鱼类细胞和体液免疫功能在环境内分泌干扰物五氯酚影响下的一系列变化,并且在研究中把免疫系统作为靶位点评价环境内分泌干扰物的毒性效应。
本文采用体内和体外测试的方法,对我国代表性淡水鱼——鲫鱼(Carassiusauratus)巨噬细胞免疫和体液免疫的影响,实验内容包括1)采用体外研究与体内研究相结合的方法,分别使用MTT法测试鲫鱼巨噬细胞的存活力,从而建立生物标志,并为筛选环境内分泌干扰物提供指标;2)进行鲫鱼巨噬免疫细胞体外呼吸爆发研究,采用了化学发光法测试巨噬细胞活性氧物质的产生,用流式细胞仪测定巨噬细胞的吞噬力从而建立生物标志物,并为环境内分泌干扰物快速筛选和危险识别提供指标;3)用酶联免疫吸附方法研究鲫鱼血清IgM含量在五氯酚影响下的改变;4)用半定量反转录——聚合酶链式反应(RT-PCR)检测巨噬细胞和鲫鱼头肾中细胞因子IL-1β和TNFα水平的变化。5)通过对巨噬细胞培养上清液处理淋巴细胞后IgM分泌情况的检测,探讨细胞和体液免疫相互影响的可能机制。
实验结果表明:1)在体外暴露下五氯酚在0.5-500mg/L范围内对鲫鱼巨噬细胞存活有明显的抑制作用;揭示了包括五氯酚在内的具有雌激素活性的化合物具有免疫毒性。利用鲫鱼巨噬细胞存活的方法评价环境内分泌干扰物的免疫毒性是可行的,并可作为一种快速筛选方法。2)体外培养的鲫鱼头肾巨噬细胞吞噬力在经过五氯酚处理后,
0.5、5、50、和500mg/L五氯酚处理组的鲫鱼头肾巨噬细胞呼吸爆发反应氧介质产生均有明显的下降,并且同浓度的巨噬细胞活性氧介质释放的时间趋势也呈下降,最大抑制效应发生在500mg/L浓度组,研究结果揭示鲫鱼巨噬细胞呼吸爆发反应氧介质产生的方法可以用于评价环境内分泌干扰物的免疫毒性。3)体外培养的鲫鱼头肾巨噬细胞吞噬力在经过五氯酚处理后,0.5、5、50、和500mg/L处理组的鲫鱼头肾巨噬细胞在暴露后的巨噬细胞吞噬力均有明显的下降,并且实验结果证实该作用存在一定的剂量——效应依赖关系。4)经过体内浸泡五氯酚的鲫鱼血清IgM水平在0.027mg/L浓度组的处理下没有明显变化、但在0.053和0.13mg/L浓度组的处理下,其IgM表达量均有显著下降,这两组IgM含量的抑制率分别为12.93%和22.04%,说明鱼类的IgM体液和细胞免疫的相关,在受到免疫抑制剂五氯酚影响时有相同的表现,其表达量水平可以作为评价环境内分泌干扰物免疫毒性的指标。5)体外培养的鲫鱼头肾巨噬细胞致炎性细胞因子TNFα和IL-1β的mRNA表达量水平均有不同程度的下降,而体外培养的鲫鱼头肾细胞的上清液在经过五氯酚浸泡处理后,对于鲫鱼淋巴细胞的IgM分泌量和分泌IgM的B细胞的数目都有一定的负调节作用。以上实验事实说明五氯酚对于巨噬细胞和免疫球蛋白的免疫功能的抑制可能是通过抑制细胞因子的mRNA表达量水平从而抑制炎症反应发生的途径实现的。
总之,我们的研究证实五氯酚对鲫鱼的细胞和体液免疫系统有一定的免疫抑制作用,存在着免疫毒性;并且五氯酚发挥毒性效应的重要媒介之一是细胞因子。研究结果进一步揭示鱼类特异性免疫系统是可疑的内分泌干扰物作用的靶位点,可作为环境内分泌干扰物生态风险评价的重要生物学参数。