综述:鱼类来源的细胞外蛋白及其在水生毒性测试和环境监测中的潜在应用

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Aquatic Toxicology 4.1

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  这篇前瞻性综述聚焦于利用鱼类分泌的细胞外蛋白(eProteins)和细胞外囊泡(EVs,如外泌体exosomes)作为新型生物标志物,突破传统毒性测试中破坏性取样的局限。通过整合医学领域EVs蛋白组学技术,作者提出非侵入性监测水体eProteins可同步获取物种存在(类似eDNA)及健康状态信息,为慢性生态毒理研究和环境风险评估开辟新路径。

  

分子分析在风险评估中的双重角色
前瞻性风险评估通过标准化测试评估化学品对藻类、溞类和鱼类的毒性,而回顾性评估则依赖环境样本分析。当前鱼类实验面临减少活体使用的伦理需求,分子生物标志物成为优化测试策略的关键突破口。

外部生物分子的革命性潜力
传统分子分析需破坏样本组织检测内部生物分子,限制了慢性暴露研究的连续性。而细胞外蛋白和EVs携带的核酸、脂质等成分(尤其<150 nm的外泌体)能通过体液(血液、黏液)甚至水体直接反映细胞应激状态,实现"分子镜像"效应。

EVs蛋白在水生监测中的应用场景
实验室条件下,EVs蛋白可分析鱼类细胞培养上清液(conditioned medium);野外监测中则能从鱼体黏液或水体直接捕获eProteins。相比仅提供物种存在信息的eDNA,eProteins还能解码健康状态——例如肿瘤标志物CA125在哺乳动物EVs中的成功应用提示鱼类类似标记物的开发可能。

哺乳动物研究的启示与挑战
乳腺癌研究中EVs蛋白标志物(如HER2)的发现验证了"外部反映内部"的可行性。但水体环境存在蛋白水解酶干扰、低浓度目标物富集等技术瓶颈,需开发鱼类特异性抗体和稳定采样协议。

未来展望
实现eProteins生态监测需解决三大核心问题:建立鱼类EVs蛋白数据库、优化复杂水体样本处理方法、验证标志物与内部状态的定量关联。这项技术或将重塑从实验室到流域尺度的生态毒理研究范式。

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