Piper and Vismia Species from Colombian Amazonia Differentially Affect Cell Proliferation of Hepatocarcinoma Cells

There is an increasing interest to identify plant-derived natural products with antitumor activities. In this work, we have studied the effects of aqueous leaf extracts from Amazonian Vismia and Piper species on human hepatocarcinoma cell toxicity. Results showed that, depending on the cell type, the plants displayed differential effects; thus, Vismia baccifera induced the selective killing of HepG2, while increasing cell growth of PLC-PRF and SK-HEP-1. In contrast, these two last cell lines were sensitive to the toxicity by Piper krukoffii and Piper putumayoense, while the Piperaceae did not affect HepG2 growth. All the extracts induced cytotoxicity to rat hepatoma McA-RH7777, but were innocuous (V. baccifera at concentrations < 75 mu g/mL) or even protected cells from basal death (P. putumayoense) in primary cultures of rat hepatocytes. In every case, cytotoxicity was accompanied by an intracellular accumulation of reactive oxygen species (ROS). These results provide evidence for the anticancer activities of the studied plants on specific cell lines and suggest that cell killing could be mediated by ROS, thus involving mechanisms independent of the plants free radical scavenging activities. Results also support the use of these extracts of the Vismia and Piper genera with opposite effects as a model system to study the mechanisms of the antitumoral activity against different types of hepatocarcinoma.

Efeito do tratamento com o extrato hidro-alcoólico do açaí (Euterpe oleracea Mart.) sobre as alterações cardiovasculares em ratos espontaneamente hipertensos (SHR)

A hipertensão é uma das mais importantes causas de morte prematura no mundo. Estudos sobre a Euterpe oleracea Mart. (açaí), uma planta típica do Brasil e rica em polifenóis, têm mostrado grande potencial terapêutico contra a hipertensão, uma vez que seus benefícios podem ser associados às ações antioxidante, vasodilatadora e anti-hipertensiva. O rato espontaneamente hipertenso (SHR) é um modelo experimental utilizado para o estudo da hipertensão essencial. Neste estudo, investigamos o efeito do tratamento crônico do extrato hidroalcoólico do caroço de açaí (ASE) sobre a hipertensão de SHR. Animais SHR e Wistar receberam tratamento com ASE (200 mg/Kg/dia) na água de beber, ou veículo, desde 21 dias até 4 meses de idade e tiveram a pressão arterial sistólica (PAS) aferida por pletismografia de cauda. Os efeitos vasodilatadores da acetilcolina (ACh) e nitroglicerina (NG) foram estudados em leito arterial mesentérico (LAM) perfundido e pré-contraído com norepinefrina. A atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), os níveis de malondialdeído (MDA), a carbonilação de proteínas e os níveis de nitrito foram avaliados em plasma, LAM, coração e rim por espectrofotometria. A expressão das proteínas SOD e eNOS foram avaliadas por western blot em LAM e as alterações vasculares pela espessura da túnica média em aorta. A PAS foi maior (p<0.05) nos animais SHR, e reduzida pelo tratamento com ASE. O efeito vasodilatador reduzido da ACh em SHR foi recuperado pelo ASE e o da NG não foi diferente entre os grupos. Não houve diferença nos níveis de glicose e insulina em SHR comparados aos controles. Entretanto, a insulina se apresentou reduzida no grupo SHR+ASE. O nível de renina foi maior nos SHR e normalizado pelo ASE (p<0.05). Os níveis de MDA não foram diferentes entre SHR e controles, entretanto o tratamento com ASE reduziu esses níveis em rim de SHR (p<0.05). Os níveis de carbonilação de proteínas foram maiores em amostras de rim e coração de SHR e o ASE reduziu o dano sobre proteínas (p<0.05), não tendo diferença em plasma e LAM. A atividade da SOD foi menor em amostras de rim nos animais SHR e aumentada pelo tratamento com ASE (p<0.05). Entretanto, a atividade aumentada da SOD em coração e LAM dos SHR, foi reduzida pelo tratamento com ASE, não havendo diferença em amostras de plasma. Não houve diferença na atividade da GPx em amostras de LAM e coração dos diferentes grupos, porém sua atividade foi aumentada em rim dos SHR, e o tratamento com ASE normalizou essa atividade. Em plasma, a atividade da GPx foi reduzida em SHR e aumentada pelo tratamento (p<0.05). A atividade da enzima CAT foi reduzida em plasma e rim de SHR e o ASE aumentou sua atividade. Não houve diferença em amostras de LAM, entretanto em amostras de coração o tratamento aumentou a atividade da CAT em SHR (p<0.05). Em amostras de plasma, coração e rim, não houve diferença nos níveis de nitrito entre os diferentes grupos, porém em amostras de LAM foram menores em SHR e SHR+ASE (p<0.05). A expressão das proteínas eNOS e SOD apresentaram-se aumentadas em SHR (p<0.05) sem alteração com o tratamento. Os SHR apresentaram um aumento na espessura da camada média da aorta que foi reduzido (p<0.05) pelo ASE. Este estudo demonstrou que o tratamento crônico com ASE em SHR reduziu a hipertensão, preveniu a disfunção endotelial e o remodelamento vascular. O aumento da defesa antioxidante e redução do dano oxidativo devem contribuir para os efeitos benéficos de ASE. Portanto, sugerimos que o ASE pode ser uma ferramenta importante para o tratamento das alterações cardiovasculares associadas à hipertensão essencial.

Alterações na biodisponibilidade de óxido nítrico e no estresse oxidativo em plaquetas de mulheres na pós-menopausa

O risco de desenvolver doença cardiovascular aumenta com o avançar da idade, sendo exponencialmente maior em mulheres após a menopausa em relação a mulheres em idade reprodutiva. Esse aumento pode ser, em parte, explicado por uma hiperatividade plaquetária e disfunção endotelial nessas mulheres. Em plaquetas, o óxido nítrico é uma molécula essencial para a inibição da sua ativação e agregação; cuja biodisponibilidade depende de sua síntese e inativação por espécies reativas de oxigênio. Assim, o presente estudo visa determinar os efeitos da menopausa sobre a função plaquetária, biodisponibilidade de óxido nítrico e estresse oxidativo. Para tal, a amostra foi constituída por mulheres sendo elas 15 jovens entre 20 e 40 anos (grupo controle), 12 mulheres entre 45 e 60 anos pós-menopausadas há no mínimo 12 meses que não faziam uso de reposição hormonal e que não possuíam fatores de risco para doença cardiovascular. Os resultados demonstraram que mulheres pós-menopausadas apresentam uma hiperagregação plaquetária induzida por colágeno em relação a mulheres jovens. Essas mulheres também apresentaram o influxo de L-arginina aumentado em relação ao grupo controle. No entanto, a atividade da enzima óxido nítrico sintase estava diminuída nas mulheres após a menopausa, assim como os níveis plasmáticos de L-arginina. A expressão das enzimas iNOS e eNOS não diferiu significativamente entre os grupos. A expressão das subunidades 1 e 1 da enzima guanilato ciclase, e a fosfodiesterase 5 não se apresentaram diferentes entre os grupos. A expressão das enzimas glutationa peroxidase, subunidades gp91phox e p47phox da NADPH oxidase não estavam alteradas em plaquetas de mulheres pós-menopausadas, já a catalase estava mais expressa neste grupo. Em relação à atividade das enzimas antioxidantes, foi observado um aumento na superóxido dismutase em mulheres pós-menopausadas. Esse grupo apresentou ainda níveis mais elevados de grupamentos sulfidrila. Já em relação a danos proteicos não foi possível observar diferença entre os grupos. Dessa forma, esses resultados podem contribuir para uma melhor compreensão da hiperagregação plaquetária observada nas mulheres após a menopausa, o que, por sua vez, pode contribuir para a elucidação de mecanismos envolvidos na morbidade e mortalidade cardiovascular elevada nessa população.

Efeito protetor do extrato hidroalcoólico de Euterpe oleracea Mart. (Açaí) nas alterações renais, cardiovasculares e metabólicas induzidas pela restrição protéica materna durante a gestação

Alguns trabalhos demonstraram que a planta, Euterpe oleracea Mart. (açaí) é rica em polifenóis e que uma dieta rica em polifenóis pode estar envolvida na proteção contra o risco cardiovascular. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do tratamento com o extrato hidroalcoólico do caroço do açaí (ASE) (200mg/Kg/dia), sobre as alterações renais, cardiovasculares, metabólicas, morfológicas e o estresse oxidativo na prole adulta com dezesseis semanas, cujas mães foram submetidas a uma dieta hipoprotéica durante a gestação. Quatro grupos de ratas foram alimentados com dietas experimentais: controle (20% de proteínas); controle + ASE (20% de proteína + ASE); hipoprotéica (6% de proteína); hipoprotéica + ASE (6% de proteína + ASE) durante a gestação. Após o desmame, todos os filhotes passaram a ser alimentados com uma dieta controle e foram sacrificados com 4 meses de idade. A pressão arterial sistólica (PAS) foi medida por pletismografia de cauda e o efeito vasodilatador da acetilcolina (ACh) e nitroglicerina (NG) foi avaliado em leito arterial mesentérico (LAM) perfundido. Foram determinados o peso corporal, níveis séricos de colesterol total, triglicerídeos, lipoproteína de alta densidade (HDL), albumina, uréia, creatinina, glicose, insulina, resistência à insulina (índice de Homa IR), sódio, potássio e a renina plasmática. Foi avaliada a depuração de creatinina, volume de urina, excreção fracionada de sódio (EFNa) e o número de glomérulos renais. O dano oxidativo, níveis de nitrito e a atividade das enzimas antioxidantes: superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase foram dosados no plasma e homogenato de rim. O peso corporal foi menor no grupo hipoprotéico e recuperado com ASE. A PAS foi aumentada no grupo hipoprotéico e revertida pelo tratamento com ASE. Os níveis de renina plasmática foram aumentados no grupo hipoprotéico e reduzidos com ASE. A resposta vasodilatadora à ACh em LAM estava reduzida no grupo hipoprotéico com ASE houve uma melhora dessa resposta.O efeito vasodilatador da NG não foi diferente entre os grupos. No grupo hipoprotéico também foi observado o aumento dos níveis de triglicerídeos, colesterol total, uréia, creatinina, glicose e insulina, os mesmos foram reduzidos pelo ASE. Não houve diferença nos níveis de HDL, sódio, potássio, depuração de creatinina e volume urinário nos grupos estudados. Os níveis de malondialdeído e carbonilação de proteínas estavam aumentados e os níveis de nitrito reduzidos no grupo hipoprotéico e foram revertidos pelo ASE. As atividades das enzimas antioxidantes no plasma e no rim foram reduzidas no grupo hipoprotéico e aumentadas pelo ASE, com exceção da catalase que não apresentou diferença entre os grupos. Os animais hipoprotéicos apresentaram redução no número de glomérulos renais e aumento da EFNa e o tratamento com ASE preveniu as alterações renais encontradas neste modelo. Em conclusão, o ASE parece proteger a prole, cujas mães foram expostas a uma dieta com pouca proteína durante a gestação, através do efeito anti-hipertensivo, vasodilatador e antioxidante observado neste trabalho.

Utilização de marcadores salivares para avaliação e controle do desempenho físico e cognitivo em atletas de futebol

A elaboração de um programa de treinamento físico depende do controle de diferentes parâmetros bioquímicos, que se relacionam com fatores como a intensidade do exercício, imunidade e com o estado redox. Além disso, estudos recentes também começaram a apontar a relevância da função executiva como componente determinante para o alcance de um alto nível de desempenho esportivo. Por outro lado, poucos estudos foram realizados em atletas até o momento utilizando estes marcadores na saliva juntamente com os testes de função cognitiva. O objetivo desse trabalho foi estudar a capacidade discriminatória das análises bioquímicas realizadas em saliva para avaliação do desempenho físico e sua relação com a função cognitiva em atletas de futebol. Trinta e dois atletas foram submetidos ao Bangsbo Sprint Test (BST) para avaliação da capacidade física e 48 horas depois ao Teste de Stroop (TSt) e Torre de Hanoi (ToH) para avaliação da função executiva. Os níveis de lactato na saliva aumentaram quando comparados aos valores Pré-BST (6,9 vezes; p<0,05). A proteína total salivar seguiu o mesmo padrão com aumento observado após o BST (+34%; p<0,05). As concentrações de imunoglobulina-A salivar (IgA-s) não mostraram diferença significativa após o BST. Os níveis de GSH e TBARs na saliva não mostraram diferença significativa, enquanto que a concentração de ácido úrico diminuiu após o BST (-26%; p<0,05). Interessantemente, a superóxido dismutase (SOD) salivar aumentou (3,6 vezes; p<0,05), enquanto que os níveis de catalase (CAT) na saliva não alteraram significativamente. Não houve correlação de nenhum dos parâmetros analisados com o desempenho no TSt, entretanto atletas localizados no percentil superior (P90) de cortisol na saliva (11,2 ng/ mL à 32,7 ng/ mL) apresentaram tempos mais longos para a resolução do ToH. A eletroforese 2D mostrou que 215 spots só apareceram no momento Pré-BST, 63 spots aumentaram e 108 diminuíram a sua expressão após o BST. Concluindo, a saliva é sensível às modificações induzidas pelo BST. A manutenção dos níveis salivares de TBARs após o BST parece ocorrer em função da diminuição dos níveis de ácido úrico, componente este que possui uma expressiva ação antioxidante. Neste sentido, o aumento de SOD pós-exercício parece agir como uma segunda linha de defesa antioxidante contra a produção de ROS induzidas pelo BST. Além disso, os resultados dos testes de função executiva indicam que níveis elevados de cortisol salivar possuem um efeito deletério no tempo de resolução da ToH, que se refere à memória de trabalho, o planejamento e solução de problemas. No entanto o TSt, que envolve a atenção seletiva e a velocidade de processamento de informações parecem não ser afetados pelos níveis de cortisol em repouso. E finalmente, a eletroforese 2D mostrou que o BST induziu a expressão diferencial de proteínas, visto que não surgiram proteínas novas após o teste, e dezenas de proteínas foram up-reguladas e down-reguladas após o BST. Estes dados sugerem que após uma análise proteômica, estas proteínas possam ser candidatas a marcadores de desempenho físico e/ou cognitivo em futuros estudos.

果实成熟衰老与抗病性的调控机制研究

　　果实为开花植物所特有的发育器官，在种子的成熟和传播过程中发挥着重要作用。同时，肉质果实中含有丰富的营养物质，包括纤维素、维生素、抗氧化剂等，成为人们饮食的重要组成部分。由于果实的成熟衰老和抗病性直接影响果品的质量和市场价值，因此，研究果实成熟衰老和抗病性的调控机制具有重要的理论意义和应用前景。本文主要利用蛋白质组学的方法，探讨外源化学物质抑制果实成熟衰老和诱导抗病性的调控机制。 1. 硅对果实的抗病性诱导：用硅酸钠（1%）处理采后的甜樱桃果实，再接种褐腐病原菌（Molinilia fracticola），置于20C下，观测贮藏期间果实的发病率，并分析硅处理后诱导的主要蛋白质及调控机制。研究结果表明：硅酸钠处理可显著抑制贮藏期间褐腐病的发生，其抑病机理与硅诱导PR-蛋白的表达，提高果实的抗氧化水平，减轻由病原菌侵染造成的氧化胁迫相关。同时，硅处理还能保护细胞骨架结构，有利于增强果实对病原菌入侵的抵抗力。 2. 水杨酸对果实的抗病性诱导：用水杨酸（SA，2mM）在果园处理三种成熟度的甜樱桃果实，然后接种青霉病原菌（Penicillium expansum）观察其发病情况，并取样分析参与抗病性应答的主要蛋白质及调控机制。试验结果表明：SA处理能显著降低青霉病的发病率和抑制病斑扩展，而且SA对低成熟度甜樱桃果实的抗性诱导效果更好。在八成熟的果实中，有5个热激蛋白和4个脱氢酶蛋白被SA诱导，这些蛋白参与了糖酵解和三羧酸循环。抗氧化蛋白和PR蛋白主要参与较低成熟度果实的抗性应答，而热激蛋白和脱氢酶在较高成熟度果实的抗性应答中更明显，SA诱导的抗性与代谢途径相关。 　　3. 草酸对果实的抗性诱导：用5mM的草酸处理冬枣果实后，接种青霉菌（P. expansum），观察果实发病情况，测定果实相关的生理指标，分析参与果实抗性应答的主要蛋白质及调控机制。结果表明：草酸能明显延缓冬枣果实的衰老，提高果实对青霉菌的抗性。草酸处理能抑制果实乙烯的释放量和呼吸强度，延缓叶绿素的降解，减少乙醇积累。利用蛋白质组学的研究方法证实了在25个参与了草酸处理应答的蛋白中，胱硫醚-β-合酶结构域包含蛋白（CBB domain-containing protein）和3个与光合作用相关蛋白[二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase, chloroplast precursor），二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亚基结合蛋白（RuBisCO large subunit-binding protein subunit beta, chloroplast precursor），植物光系统Ⅱ放氧复合蛋白2（PSII oxygen-evolving complex protein 2）]的表达量上调，乙醇脱氢酶的表达量出现下调。草酸处理还提高了与乙烯合成前体相关蛋白的表达，抑制了ACC合成酶的活性。草酸提高果实抗病的机制与延缓果实成熟衰老和保持果实抗性有关。 4. 果实衰老的调控机制：采用高氧（100%）和低氧（2-3%）处理苹果果实，观察果实衰老的进程，并基于蛋白质组学的研究方法，探讨苹果果实衰老与线粒体蛋白质组的关系。结果表明，在苹果衰老过程中有22个蛋白的表达量发生变化，这些蛋白主要参与了三羧酸循环，电子传递，碳代谢和胁迫应答。高氧处理能诱导氧化胁迫，加速了果实的衰老。质谱鉴定结果证明：在高氧胁迫下，超氧化物歧化酶（manganese superoxide dismutase，MnSOD）和线粒体外膜通道蛋白（porin) 的表达量降低，MnSOD的活性受到抑制，由此提高了线粒体中超氧阴离子的含量，增加了蛋白质的氧化损伤。 此外，高氧处理改变了porin的功能，导致了线粒体膜的透势发生变化，从而引起外膜损伤。由此阐明了活性氧在果实的成熟衰老调控中的重要作用。

水稻幼苗脱黄化过程以及灌浆期茎的蛋白质组学研究

水稻既是我国三大粮食作物之一，又是基因组学研究的模式材料，在生产实践和科学研究中都占有极其重要的地位。基因组学研究取得的巨大成就以前所未有的深度和广度推动了生命科学各个研究领域的飞速发展。水稻基因组的破译是水稻科学研究的重要里程碑，同时也宣告了功能基因组学时代的到来。蛋白质组学是研究细胞内全部蛋白质的动态表达及其相互关系的新兴学科，是功能基因组学研究的重要组成部分和战略制高点。 本论文采用高分辨率的蛋白质双向电泳分离技术和高通量的蛋白质质谱分析技术以及生物信息学等手段，开展水稻灌浆期茎蛋白质组表达模式和水稻幼苗脱黄化过程的比较蛋白质组学研究，探讨茎生长发育规律和水稻应答光信号相关蛋白质及其网络调控机制，是学科前沿与实际应用的有机结合，在科研和生产实践中都具有重要的意义。 首先，分别构建了灌浆期水稻顶端茎段和水稻黄化幼苗的蛋白质组表达谱。并对其中185个目的蛋白点进行了MALDI-TOF/MS分析和数据库检索鉴定。共有149个蛋白质得到了鉴定，蛋白质鉴定的成功率为80.5％。这些被鉴定的蛋白质分属118个基因的表达产物，根据它们功能可以分为13种不同的类别，其中绝大多数为能量产生和代谢以及抗性相关的蛋白质。 在水稻灌浆期顶端茎段表达的蛋白质中，与能量和物质代谢相关的蛋白质例如ATPase、磷酸丙糖异构酶，6－磷酸葡萄糖异构酶等占有很高比例，说明茎段组织中具有很强的代谢活动。与生长发育相关的蛋白质包括beta-tubulins、无机焦磷酸酶（inorganic pyrophosphatase）、液泡质子ATP酶（vacuolar proton-ATPase）以及UDP葡萄糖焦磷酸酶等的大量累积，显示出顶端茎段细胞分裂和生长迅速;同时，贮存多糖和结构多糖也在旺盛合成。G蛋白、GDP释放抑制因子等信号传导蛋白以及苯丙氨酸氨解酶、谷胱苷肽S转移酶（glutathione S-transferase，GST）、抗坏血酸过氧化酶（ascorbate peroxidase，APX）以及超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）等抗性相关蛋白质在该时期丰度表达，表明在灌浆期水稻顶端茎段能够迅速感受并传递外界信号，从而使得其在遭受胁迫时能够立刻启动抗逆防御系统，最大限度地降低不利环境对种子发育的影响。 在黑暗中萌发和生长的水稻黄化幼苗随着光照时间（0~24小时）的延长，能通过双向电泳后检测到的蛋白质逐渐变少，24小时后趋于稳定，相当于正常光照条件下生长的水稻幼苗蛋白质组表达谱。进一步分析表明，在黄化苗中，分解代谢及能量产生相关的蛋白如丙糖磷酸异构酶、琥珀酰辅酶A连接酶、异戊酰辅酶A脱氢酶与ATPase等的表达量比较丰富;另外，还可能启动了脂肪酸的α氧化分解途径，以供黑暗中生长所需的物质和能量。当黄化幼苗光照后，与光合作用及物质合成相关的一些蛋白质表达量增加，而那些分解代谢相关酶类则有所下降。同时，鸟核苷酸结合蛋白β亚基类似蛋白、20S proteasome以及Bowman Birk trypsin inhibitor等信号传递及抗性相关蛋白随着光照时间的延长而减少，说明黑暗胁迫条件下水稻幼苗启动了相关的抗逆途径。叶绿素合成途径中的蛋白酶胆色素原脱氨基酶和金属鳌合酶在脱黄化过程中表达量有所下降，可能是因为叶绿素合成产物具有反馈抑制作用。 本研究首次利用蛋白质组学方法来解析水稻灌浆期茎蛋白质组表达模式和水稻黄化幼苗响应光因子的蛋白质组变化情况，鉴定了一些有价值的蛋白质，并得到了它们的表达特点和相关数据，为更好地理解水稻顶端茎秆的生长特点和功效、水稻应答黑暗胁迫和光形态建成以及光合作用机理等提供了分子证据。

Hepatic Histopathological Characteristics and Antioxidant Response of Phytoplanktivorous Silver Carp Intraperitoneally Injected with Extracted Microcystins

Objective To investigate the hispathological characteristics and antioxidant responses in liver of silver carp after intraperitoneal administration of microcystins (MCs) for further understanding hepatic intoxication and antioxidation mechanism in fish. Methods Phytoplanktivorous silver carp was injected intraperitoneally (i.p.) with extracted hepatotoxic microcystins (mainly MC-RR and -LR) at a dose of 1000 mu g MC-LReq./kg body weight, and liver histopathological changes and antioxidant responses were studied at 1, 3, 12, 24, and 48 h, respectively, after injection. Results The damage to liver structure and the activities of hepatic antioxidant enzymes including catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and glutathione peroxide (GPX) were increased in a time-dependent manner. Conclusion In terms of clinical and histological signs of intoxication and LD50 (i.p.) dose of MC-LR, silver carp appears rather resistant to MCs exposure than other fishes. Also, the significantly increased SOD activity in the liver of silver carp suggests a higher degree of response to MCs exposure than CAT and GPX.

Effect of beta-glucan on activity of antioxidant enzymes and Mx gene expression in virus infected grass carp

The effects of beta-glucan, an immunostimulatory agent, on the superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activities of erythrocytes and Mx gene expression were studied from grass carp that were challenged with grass carp hemorrhage virus (GCHV). The SOD and CAT activities in erythrocytes and Mx gene expression in spleen from the fish were detected by spectrophotometry and RT-PCR, respectively. Negative control fish were injected with PBS; positive control groups were injected with either P-glucan or GCHV only; and the experimental groups were pre-injected with beta-glucan 15 days prior to injection with GCHV. The results show that the SOD and CAT activities were higher in fish injected with beta-glucan for 15 days than the negative control group injected with PBS. The SOD and CATactivities significantly decreased when the fish were challenged with GCHV, but it was higher in the group pre-treated with beta-glucan than in infected fish not pre-treated, 15 days after GCHV infection. Mx gene expression levels increased during the early stages (at 12 h and 36 h) of GCHV infection, and it remained at higher levels from the 6th till the 10th day in the beta-glucan pre-treated group, but it was failing from the 6th day in the beta-glucan untreated group. The GCHV-infected group pre-treated with P-glucan had a higher survival rate (60%) than the group not pre-treated with P-glucan (20%), suggesting that beta-glucan possesses or enhances anti-viral responses. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Ultraviolet-B exposure induces photo-oxidative damage and subsequent repair strategies in a desert cyanobacterium Microcoleus vaginatus Gom.

Biological soil crusts are important in reversing desertification. Ultraviolet radiation, however, may be detrimental for the development of soil crusts. The cyanobacterium Microcoleus vaginatus can be a dominant species occurring in desert soil crusts all over the world. To investigate the physico-chemical consequences of ultraviolet-B radiation on M. vaginatus, eight parameters including the contents of chlorophyll a, reactive oxygen species, malondialdehyde and proline, as well as the activities of photosynthesis, superoxide dismutase (EC 1.15.1.1), peroxiclase (EC 1.11.1.7) and catalase (EC 1.11.1.6) were determined. As shown by the results of determinations, ultraviolet-B radiation caused decreases both in contents of chlorophyll a and in ratios of variable fluorescence over maximum fluorescence that indicate the growth and photosynthesis of M. vaginatus, besides, increases both in levels of reactive oxygen species and in contents of malondialdehyde and proline, while intensified activities of superoxide dismutase, peroxiclase and catalase reflecting the abilities of enzymatic preventive substances to oxidative stress of the treated cells. Therefore, ultraviolet-B radiation affects the growth of M. vaginatus and leads to oxidative stress in cells. Under ultraviolet-B radiation, the treated cells can improve their antioxidant abilities to alleviate oxidative injury. The change trends of reactive oxygen species, superoxide dismutase, peroxiclase and catalase are synchronous. These results suggest that a balance between the antioxidant system and the reactive oxygen species content may be one part of a complex stress response pathway in which multiple environmental factors including ultraviolet-B radiation affect the Survival of M. vaginatus. (C) 2009 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Allelopathic mechanism of pyrogallol to Microcystis aeruginosa PCC7806 (Cyanobacteria): From views of gene expression and antioxidant system

Pyrogallol is a potent allelochemical on Microcystis aeruginosa, but its allelopathic mechanism is not fully known. In order to explore this mechanism, gene expressions for prx, mcyB, psbA, recA, grpE, fabZ under pyrogallol stress were studied, and activities of the main antioxidant enzymes were also measured. The results showed that expression of grpE and recA showed no significant change under pyrogallol stress, while psbA and mcyB were up-regulated at 4 mg L-1. Both prx and fabZ were up-regulated even under exposure to 1 mg L-1 pyrogallol concentration. The activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) were enhanced under pyrogallol stress. Levels of malodialdehyde (MDA) at 2 and 4 mg L-1 pyrogallol were significantly higher than those of the controls. It was concluded that oxidant damage is an important mechanism for the allelopathic effect of pyrogallol on M. aeruginosa. (c) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Oxidative stress response after prolonged exposure of domestic rabbit to a lower dosage of extracted microcystins

Oxidative stress response after prolonged exposure to a low dose of microcystins (MCs) was studied in liver, kidney and brain of domestic rabbits. Rabbits were treated with extracted MCs (mainly MC-LR and MC-RR) at a dose of 2 MC-LReq. mu g/kg body weight or saline solution every 24 h for 7 or 14 days. During the exposure of MCs, increase of lipid peroxidation (LPO) levels were detected in all the organs studied, while antioxidant enzymes responded differently among different organs. The enzyme activities Of Superoxide dismutase (SOD). catalase (CAT) and glutathione reductase (GR) in liver decreased in the MCs treated animals. In brain, there were obvious changes in glutathione peroxidase (GPx) and GR, while only CAT was obviously influenced in kidney. Therefore, daily exposure at a lower dosage of MCs, which mimicked a natural route of MCs. could also induce obvious oxidative stress in diverse organs of domestic rabbits. The oxidative stress induced by MCs in brain was as serious as in liver and kidney, suggesting that brain may also be a target of MCs in mammals. And it seems that animals may have more time to metabolize the toxins or to form an adaptive response to reduce the adverse effects when exposed to the low dose of MCs. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Time-Dependent Oxidative Stress Responses of Crucian Carp (Carassius auratus) to Intraperitoneal Injection of Extracted Microcystins

This study was conducted to investigate time-dependent changes in oxidative enzymes in liver of crucian carp after intraperitoneally injection with extracted microcystins 600 and 150 mu g kg(-1) body weight. The results showed that activities of antioxidant enzymes, including superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase and glutathione reductase generally exhibited a rapid increase in early phase (1-3 h post injection), but gradually decreased afterwards (12-48 h) compared with the control, with an evident time-dependent effect. These zigzag changes over time contributed a better understanding on oxidative stress caused by microcystins in fish.

Effects of dietary ascorbic acid supplementation on the growth performance, immune and stress response in juvenile Leiocassis longirostris Gunther exposed to ammonia

This experiment was designed to investigate the effect of dietary supplemental ascorbic acid (AA) on the feed intake, growth, serum lysozyme, hepatic superoxide dismutase (SOD) and handling stress response in Chinese longsnout catfish (Leiocassis longirostris Gunther) exposed to three levels of unionized ammonia nitrogen (UIA-N). Juvenile Chinese longsnout catfish were reared in 54 fibreglass tanks with a 3 x 3 factorial design treatment consisting of three supplemental AA levels in ascorbyl 2-monophosphate (38, 364 and 630 mg AA equivalent kg(-1) diet) and three UIA-N concentrations [0.004 (the control), 0.037 and 0.292 mg L-1]. The fish were sampled on the 11th, 32nd and 60th day. On the 62nd day, the remaining fish were subjected to an acute stress by being held in a dipnet out of water for 60 s, and sampled at 30 min post handling. The results showed that the specific growth rate (SGR) in 32 days significantly decreased with increased water UIA-N (P=0.0476) but was not affected by dietary supplemental AA (P > 0.05). After 60 days, SGR, feeding rate (FR) and feed conversion efficiency (FCE) significantly increased with increased dietary supplemental AA (P < 0.001) while remaining unaffected by water UIA-N (P > 0.05). There was no significant interaction between dietary AA and UIA-N for growth responses (P > 0.05). The serum lysozyme activity on the 11th day and the hepatic SOD activity on the 32nd day were significantly affected at high (0.292 mg L-1) water UIA-N. On the 62nd day, the increase in cortisol resulting from acute stress significantly decreased by higher UIA-N (P=0.038). It is suggested that Chinese longsnout catfish displayed an adaptive response after long-term UIA-N exposure, and AA had beneficial effects on the growth and feed intake of catfish and alleviated the negative effects of chronic ammonia stress. A chronically higher ammonia level shows a tendency to inhibit the cortisol response to another acute stressor.

Effects of dietary manganese on growth and tissue manganese concentrations of juvenile gibel carp, Carassius auratus gibelio

A 68-day growth trial was conducted in a flow-through system to determine the effect of dietary manganese levels on growth and tissue manganese concentration of juvenile gibel carp (Carassius auratus gibelio). Seven purified diets containing 7.21, 8.46, 9.50, 10.50, 13.03, 19.72 and 22.17 mg manganese (as manganic sulfate) per kilogram diet were fed to triplicate groups of fish (initial weight 3.21 +/- 0.01 g). The results showed that dietary manganese levels did not significantly affect feed intake of the fish. Specific growth rate, feed efficiency, total hepatic superoxide dismutase activity, carcass and skeletal manganese concentration increased significantly with increased dietary manganese(P < 0.05) while condition factor decreased significantly(P < 0.05). It was concluded that dietary requirement of manganese was 13.77 mg Mn per kilogram diet. Carcass and skeletal manganese concentration could also be used to evaluate the manganese requirement. Total hepatic superoxide dismulase activity was not a sensitive indicator for dietary requirement.