金属硫蛋白研究进展
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展金属硫蛋白（MT）是一类能够调控金属离子代谢和解毒重金属的蛋白质，其在生物体内起着重要的生理功能。
随着生物学研究的不断深入，人们对金属硫蛋白调控及重金属解毒功能的研究也日益深入，取得了许多重要的进展。
本文将从金属硫蛋白的基本特征、调控功能及其在重金属解毒中的作用等方面进行综述。
一、金属硫蛋白的基本特征金属硫蛋白是一类富含半胱氨酸和囊泡素的小分子蛋白，其结构特点主要体现在其多硫键含量丰富和结构紧凑。
金属硫蛋白能够结合多种金属离子，其中包括重金属离子如汞、铅、镉等，也包括一些生物必需的金属离子如锌、铜等。
金属硫蛋白的结构特点使其能够与金属离子发生特异性结合，并参与调控金属离子在生物体内的平衡。
二、金属硫蛋白的调控功能1. 金属离子的调控金属硫蛋白通过与金属离子的结合和释放来调控金属离子在生物体内的稳态平衡。
在生物体内，金属硫蛋白能够在金属离子浓度过高或过低时与金属离子结合或释放，从而保持金属离子的平衡状态。
这种调控功能对于维持生物体内金属离子的正常代谢至关重要。
2. 氧化应激的调节金属硫蛋白还参与了细胞内氧化应激的调节。
在细胞受到氧化应激刺激时，金属硫蛋白能够通过与氧化应激相关的蛋白质结合或释放金属离子，从而调节氧化应激过程的进行，保护细胞不受氧化应激的侵害。
三、金属硫蛋白在重金属解毒中的作用重金属是生物体内具有毒性的物质，长期暴露于重金属环境中会对生物体的健康造成严重危害。
金属硫蛋白通过其与重金属离子结合的能力，参与了生物体内重金属的解毒过程。
具体来说，金属硫蛋白通过与重金属离子结合，将其转移至泡体内，从而减少其对细胞器和膜的损害，保护细胞内重要结构和功能的完整性，发挥了重要的解毒作用。
近年来，随着生物技术和生物化学研究的不断深入，人们对金属硫蛋白的调控功能也有了更深入的理解。
研究表明，金属硫蛋白在细胞内的表达水平与金属离子的浓度变化密切相关，其表达水平的调节能够对金属离子的代谢产生重要影响。
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展金属硫蛋白是一类拥有金属离子和硫原子共价结合的蛋白质，主要包括金属硫蛋白A （Metallothionein, MT）和硫蛋白精酶（Thioredoxin, Trx）。
金属硫蛋白在生物体内具有重要的生物学功能，其中最为突出的是其在重金属解毒过程中的作用。
近年来，关于金属硫蛋白调控及重金属解毒功能的研究取得了一系列重要的进展，为我们深入理解金属硫蛋白的生物学功能和防治重金属污染提供了重要的科学依据。
金属硫蛋白是一类小分子的蛋白质，具有高度可塑性和多功能性。
金属硫蛋白主要由金属离子和硫原子组成，其金属离子主要包括锌、铜、铅和汞等，而硫原子是金属硫蛋白的主要配位基团。
金属硫蛋白的主要生物学功能包括金属离子的储存和运输、抗氧化应激和重金属解毒等。
金属硫蛋白在重金属解毒过程中扮演着重要的角色。
重金属是指相对密度大于5的金属元素，包括铅、汞、镉、铬等，它们对生物体健康造成严重的危害。
生物体内的重金属主要通过食物链和环境污染等途径进入，一旦超过生物体的耐受范围就会产生毒性作用，严重的甚至危及生物体的生命。
而金属硫蛋白在重金属解毒过程中发挥着重要的作用，主要表现在以下几个方面：金属硫蛋白可以与重金属形成配位化合物，将其转化为相对稳定的络合物。
在细胞内，金属硫蛋白可与铅、汞等重金属结合，组成具有较高稳定性和低毒性的络合物，从而降低了重金属对细胞内其他生物分子的损害程度。
这种携带功能对于细胞内的重金属离子稳定转运和分布具有重要的意义。
金属硫蛋白具有还原性，可以通过与重金属结合的硫原子提供电子，还原重金属离子，将其还原为低价态，从而减少重金属的毒性。
金属硫蛋白能够在细胞内与一氧化氮、过氧化氢等氧化物质结合，通过提供电子帮助其还原成水等较为稳定的物质，从而减轻氧化应激的损害。
金属硫蛋白还能够调控一些重金属解毒相关的基因表达，参与重金属的代谢和转运过程。
研究发现，金属硫蛋白的合成受一些金属元素的调控，对于汞、铅、铬等重金属的解毒过程也有较大的影响。
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展金属硫蛋白(Metallothionein，MT)是一类具有高度保守性的小分子蛋白质，其在细胞周期调节、DNA修复、抗氧化、离子调节等方面具有重要的生物学功能。
同时，MT还能够调节重金属的吸收、转运和解毒，是一类重要的解毒蛋白。
本文将就MT的生物学功能和与重金属解毒相关的研究进展进行阐述。
MT的生物学功能MT是一种富含半胱氨酸的低分子量蛋白，主要存在于细胞质和细胞核中，在多种生物的细胞内均有表达。
MT基因家族包括MT-1, MT-2, MT-3和MT-4等。
MT的生物学功能主要包括四个方面。
第一，维持离子平衡。
MT可以通过对金属离子的吸附和释放来维持细胞内钙离子、锌离子、铜离子等离子的稳态浓度，调节胞内氧化还原平衡和酶反应的活性。
第二，参与氧化还原反应。
MT中富含的亚硫酸基和巯基与黄酮蛋白一起作为细胞内重要的抗氧化物质，保护细胞免受氧化损伤的影响。
第三，参与细胞周期调节。
MT在细胞周期G1阶段发挥重要作用。
发现MT能够通过p53，p21等关键蛋白，调节细胞周期的进程。
第四，参与DNA修复。
MT对DNA损伤具有保护作用，它可以通过对受损DNA的解旋和内切作用等机制，参与细胞的DNA修复和稳态维持。
MT的重金属解毒功能MT的高度亲合性和选择性，使得它可以有效地结合和解毒细胞内的重金属，如汞、铅、镉等。
MT的解毒机制主要包括两个方面：转运和结合。
MT对于重金属离子的高度选择性结合主要取决于MT的半胱氨酸残基。
由于MT结构中的半胱氨酸在施加外力或者金属离子存在的情况下可以迅速地释放出已经被结合的金属离子，因此MT能够起到一种永久的解毒作用。
研究发现，环境污染物质重金属离子对MT的活性有着巨大的影响。
铅和镉等重金属具有一定的亲和性，可以抑制MT的活性和表达，从而使得机体对重金属的解毒能力下降，加速了有毒物质的聚积并对机体健康带来威胁。
总结MT在生物学过程中具有重要的生物学功能，同时也是一类重要的解毒蛋白。
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展金属硫蛋白（metallothionein, MT）是一类小分子量、结构简单的金属结合蛋白，在生物体内广泛分布并发挥重要的生理功能。
金属硫蛋白通过与重金属结合来调控细胞内金属离子浓度，同时还参与了重金属的解毒代谢过程。
本文将对金属硫蛋白调控及重金属解毒功能的研究进展进行综述。
金属离子在细胞内具有重要的生理功能，如参与酶的催化作用、维持细胞内电位平衡等。
金属硫蛋白通过结合金属离子，可以调控金属离子的浓度和活性，进而影响相关的生理过程。
金属硫蛋白可以在细胞内储存多余的金属离子，当细胞内金属离子浓度过高时，金属硫蛋白可以结合并稳定这些金属离子，防止其对细胞内其他结构和功能的影响。
金属硫蛋白还参与了一些特定的生理过程，如维持细胞内氧化还原平衡、调节基因表达等。
与金属硫蛋白的调控相对应的是其解毒功能。
重金属对生物体具有很强的毒性，可引起一系列生物学效应，如细胞膜的损伤、DNA的损伤等。
金属硫蛋白通过结合金属离子来解毒重金属，防止其对生物体的危害。
研究表明，金属硫蛋白在重金属解毒过程中发挥重要作用，其与重金属的结合可以降低重金属的生物利用度，减少其在细胞内的积累。
随着研究的深入，金属硫蛋白调控及重金属解毒功能的研究取得了许多进展。
一方面，研究人员对金属硫蛋白的结构和功能进行了深入研究，揭示了金属硫蛋白结合金属离子的机制和调节金属离子平衡的分子机制。
研究人员还通过对金属硫蛋白的基因工程改造和过表达等手段，探索金属硫蛋白在重金属解毒过程中的作用。
这些研究不仅有助于我们深入了解金属硫蛋白的生理功能，还有助于开发相关的药物和治疗手段，用于预防和治疗与重金属中毒相关的疾病。
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展1. 引言1.1 研究背景金属硫蛋白是一类含有金属离子和硫原子的蛋白质，广泛存在于生物体内，具有重要的生物学功能。
近年来，随着工业化进程的加速和环境污染的日益严重，重金属污染已成为全球性的环境问题。
重金属如镉、铅等对人体健康和生态环境造成了严重威胁，因此寻找有效的重金属解毒方法显得尤为重要。
金属硫蛋白作为重金属解毒的重要参与者，在这一领域引起了广泛关注。
研究金属硫蛋白的结构及功能，探究其在重金属解毒中的调控机制，以及重金属对金属硫蛋白的影响，对于深入了解生物体重金属解毒的分子机制具有重要意义。
研究金属硫蛋白在生物体内的分布与调控，以及其在重金属解毒中的应用，有助于开发新型的重金属解毒方法，保护人类健康和生态环境。
本文旨在系统总结金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究的最新进展，探讨金属硫蛋白在重金属解毒中的重要性，展望未来研究方向，以及阐明研究成果在环境保护和生物医药领域的意义。
1.2 研究目的研究金属硫蛋白调控及重金属解毒功能的目的是为了深入了解金属硫蛋白在生物体内的作用机制，揭示金属硫蛋白与重金属之间的相互作用，并探讨金属硫蛋白在重金属解毒中的潜在应用价值。
通过研究金属硫蛋白的结构及功能，可以为解决重金属污染问题提供新的思路和方法，为保护环境和人类健康做出贡献。
通过对金属硫蛋白在生物体内的分布与调控机制的探讨，可以为未来开发相关药物或治疗方法提供理论依据。
本研究旨在揭示金属硫蛋白调控及重金属解毒功能的机制，为相关领域的研究和应用提供新的思路和进展。
1.3 研究意义金属硫蛋白是一类重要的蛋白质家族，在细胞内发挥着重要的调控和解毒功能。
研究金属硫蛋白的调控及其在重金属解毒中的作用具有重要的理论和应用意义。
通过深入研究金属硫蛋白在生物体内的结构和功能，可以更加全面地了解其在细胞内的作用机制，为解析细胞内调控网络提供重要线索。
金属硫蛋白在重金属解毒过程中的调控机制可以为环境保护与生物安全领域提供重要参考，为减少重金属对生物体的危害提供新的思路和方法。
金属硫蛋白检测方法研究进展
金属 结合法具有 一定的缺 陷 ，如Ｈｇ 饱和法 中Ｈｇ 除与ＭＴ 结合 外， 还与其他一些小分子量化合物结合 ； Ａｇ不能置换 已与ＭＴ 结合的Ｈｇ ，且 由于利用金属含量
间接推算ＭＴ 含量 ，特异性较差 。
１ 金属结合法
金属结合法（ ｔｌ ｉｄｎ ） Ｍｅａ ｎ ｉｇ 主要基 于ＭＴ ｂ 对金属 的 高亲合力 、且不 同金属 的亲合力具有 差异性及其热稳 定性而建立。主要通过测定ＭＴ 结合金属一竞争性替换
５ 蛋 白质 印迹分析 法
１ ８ 年 ，Ａｏ ｉ 利用蛋 白质 印迹 分析法（ ｓｅｎ ９６ ｋ等 Ｗｅ ｔｒ
Ｂ ｏｔ ｇＡ ａ ｓ ） 测ＭＴ ｌ ｔｎ ｎ ｌ ｉ 检 ｉ ｙ ｓ ，检测 限为０６ ｇ 不仅可检 ． ， ｎ ￣ ＭＴ，而且可检测 其它与镉结合 的蛋 白质 。随后 ，Ａ Ｊ ］ ｎ ｅｓ ｎ ｄ ｒｅ 等建立 了以兔抗 鼠ＭＴ 抗体为一抗 ，过氧化 物 酶 联羊抗兔 Ｉ Ｇ为二抗 ，４氯－ ｇ 一 萘酚 作显色剂 的蛋 白质
金属含量 来检￣ ＭＴ中金属 含量 的增高 ，从 而计算 出 Ｊ ，Ｐ ｏ ｒ ｗｓ ｉ ３ ９ ｉ ｔｏ ｋ 等首先 建立 了金 属结 合法 （３ — Ｃ ２ＨｇＴ Ａ法） 于测定组织 中的ＭＴ。由于Ｈｇ 在酸 ￣ 用 “
性 环 境 下不 仅 可 与Ｍ Ｔ 合 而 且 还 可 置 换 其 他 金 属 离 结
子（ｒ Ｈ ２１ ，分 别有９ ％的Ｈｇ 和 １ ￣ｐ ＝ ．时 ｌ ８ ％的Ｃ “ ｄ 与ＭＴ 结合） 。因此 ，本法适用于在利用酸沉 淀其他蛋 白而将
测定ＭＴ ，检 出限为 １—Ｍ，且不受分子中金属含量 的 ０８
影 响。因此， 此法或许更 能特异地反映ＭＴ 而不是金属 的量 。１９ 年 ，Ｂ ｂ ａ ｎ 等人应用差分微分脉冲极谱 ９２ ｅ ｉｎ ｏ 法测定 了贻贝组织 ＠ＭＴ 的浓度 ；后来Ｂ ｒ ｉ等通过 】 ｏｄ ｎ 改变体系的ｐ 值 ，利用ＤＤＰ Ｈ 方便 的检 出了多种形式的
金属硫蛋白抗氧化作用研究进展
面作用显著 。本文结合相关文献 ， 对金属硫蛋 白的生理功能进行介绍 ， 并重点 总结了金属硫 蛋 白在 应对金 属、 化学 品以及辐射等
Ｔｈｅ Ｓｔ ｕｄｙ ｏ ｎ Ａｎｔ ｉ ｏ ｘｉ ｄ ａ ｎｔ ｏ ｆ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ｔ ｈｉ ｏ ｎｅ ｉ ｎ
Ｘ ｉ ｕ ｌ ｉ ， Ｑ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｕ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｕ ｎ Ｒ ｕ ｉ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ， Ｌ ｉ ｕ Ｘ ｉ ｎ ｌ ｉ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ｔ ｈ ｌ ｏ ｎ ｅ ｉ ｎ（ Ｍ Ｔ ）ｉ ｓ ａ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｍ ｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ｅ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｉ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｙ ｔ ｆ ｏ ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｉ ｇ ｃ ａ ｌ ｆ ｕ ｎ ｃ ｉ ｔ ｏ ｎ ， ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｐ ｌ ａ ｙ ｓ ａ ｎ ｉ ｍ ｐ ｏ ｒ ｔ ｎｔ ａ
造成 的损伤 中所发挥的抗氧化作用 ， 包括金属硫蛋 白抗氧化的机理及应 用。最 后 ， 提出金属 硫蛋 白的研究 现状和存 在的缺陷 ， 并
对今后的研究做 出展望。
关键词 ： 金属硫蛋 白；自由基 ； 氧化 损伤
中圈分类号 ． Ｑ ５ ｌ 文献标识码 ： Ａ 文章耋 － ｌ 号： １ ０ ０ ８— ０ ２ １ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ｌ １ —０ ０ ４ ２— ０ ３
ｌ ｉ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｗ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｏ ｌ ｏ ｉ ｇ ｃ ａ ｌ ｆ ｕ ｎ ｃ ｉ ｔ ｏ ｎ ｆ ｏ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ｔ ｈ ｉ ｏ ｎ ｅ ｉ ｎ ， ｎｄ ａ ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍ ｍａ ｒ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｎｔ ａ ｆ ｎｃ ｕ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ
金属硫蛋白作为重金属污染生物标志物的研究进展
农业环境科学学报２００９，２８（３）：４２５－４３２ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏ—ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ金属硫蛋白作为重金属污染生物标志物的研究进展陈春－，周启星１，２（１．南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室，天津３０００７１；２．中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室，辽宁沈阳１１００１６）摘要：金属硫蛋白（ＭＴ）是一类普遍存在于生物体内的低分子量、富含半胱氨酸、热稳定性、可诱导型非酶蛋白，具有维持生物体内金属含量动态平衡和重金属解毒作用双重机制。
大量研究表明，ＭＴ可作为重金属污染的生物标志物，用来预测生物体受重金属暴露的状况和重金属污染的压力，且对制定预防性的管理措施、及时监控环境污染皆具有重要的现实意义。
本文根据国内外文献资料查阅及综合分析，主要阐述了金属硫蛋白的基本结构、多态性、生理功能及其作为生物标志物在环境污染检测与诊断方面的研究与应用。
并展望其今后研究方向。
关键词：金属硫蛋白；重金属；动态平衡；解毒；生物标志物中图分类号：Ｘ８３５文献标志码：Ａ文章编号：１６７２－２０４３（２００９）０３—０４２５－０８ＲｅｓｅａｒｃｈｉｎｇＡｄｖａｎｃｅｉｎＭｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎａｎｄＩｔｓＢｉｏｍａｒｋｅｒｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌＣｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎＣＨＥＮＣｈｕｎｌ．ＺＨＯＵＱｉ－ｘｉｎｇ啦（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｏｌｌｕｔｉｏｎＰｒｏｃｅＢｓａｎｄＣｒｉｔｅｒｉａ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒ－ｉｎｇ，ＮａｎｋａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７１，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＰｒ（圮ｅｓｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡ—ｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００１６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎｓ（ＭＴ）ａｒｅｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ，ｎｏｎ－ｅｎｚｙｍａｔｉｃｐｒｏｔｅｉｎｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｌｏｗｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔ，ｃｙｓｔ－ｅｉｎｅ－ｒｉｃｈ，ｈｅａｔｓｔａｂｉｌｉ—ｔｙ，ｍｅｔａｌ—ｉｎｄｕｃｅｄ．ｂｉｔｐｌａｙｓｔｈｅｄｏｕｂｌｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｍａｉｎｌｙｉｍｐｌｉｃａｔｅｄｉｎｅｓｓｅｎｔｉａｌｍｅｔａｌｓｈｏｍｅｏｓｔａｓｉｓａｎｄｔｏｘｉｃｔｒａｃｅｍｅｔａｌｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．ｉｔｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｏｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔＭＴＷａＳｕｓｅｄａｆｔ，ａｓｕｉｔａｂｌｅｂｉｏｍａｒｋｅｒｏｆｍｅｔａｌｔｏｘｉｃｉｔｙｏｒｅｘｐｏｓｕｒｅ，ｉｔｃｏＩｌｌｄｅ—ｖａｌｕａｔｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｅｘｐｏｓｕｒｅａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓｔｒｅｓｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ．ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｉｔｂｉｏｍａｒｋｅｒｗｏｕｌｄｅｎａｂｌｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａ－ｇｅｎｃｉｅｓｏｒｌｅｇｉｓｌａｔｏｒｓｔｏｔａｋｅｐｒｅｃａｕｔｉｏｎａｒｙｍｅａｓｕｒｅｓａｎｄｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｓｏｆｏｎｍａｎｄｂｉｏｂｇｉｃａｌｒｏｌｅｏｆＭＴｗｏｕｌｄｂｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ａｂｒｉｅｆｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｔｈｅＵｓｅｏｆＭＴａｓａｂｉｏｍａｒｋｅｒｗａｓｉｎｃｌｕｄｅｄｔｈｅｓｏｉｌｅｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ，ａｑｕａｔｉｃｅｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔａｎｄｆｕｔｕｒｅｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＯｆＭＴｂｉｏｍａｒｋｅｒｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎｓ；ｈｅａｖｙｍｅｔａｌ；ｈｏｍｅｏｓｔａｓｉｓ；ｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｂｉｏｍａｒｋｅｒ金属硫蛋白（ｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎ，ＭＴ）的化学名称为金属硫组氨酸三甲基内盐，是一类普遍存在于生物体内的低分子量（６—７ｋＤａ）、富含半胱氨酸、热稳定性、可诱导型非酶蛋白Ｉ”。
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金属硫蛋白研究进展
【摘要】金属硫蛋白(metallothionein，MT)是近来发现的人类肿瘤细胞表面表达的一个生物学标记。
本文就MT与肿瘤的关系等方面的研究进行了综述，并对MT研究中存在的问题进行探讨及展望。
【关键词】金属硫蛋白;肿瘤;进展
金属硫蛋白(metallothionein，MT)于1957年由哈佛大学的Margoshes和Valee 从马的肾脏中首次分离出来，发现其相对分子质量低，富含半胱氨酸，具有丰富的金属蛋白结合位点及独特的分子生物学结构。
大部分哺乳动物细胞的生长、繁殖都需要基础水平的MT来完成金属调节过程。
目前MT在肿瘤的发生、发展及预后治疗中的作用愈来愈受到各国学者的关注。
并且有研究报道高水平MT 表达与肿瘤发展过程中的基因产物甲胎
蛋白相似[1]。
1 MT的分类及基本特性
哺乳动物MT有61个氨基酸,相对分子质量为6～7 kD，其中20个氨基酸为半胱氨酸,这样每一个MT分子就可以结合7～12个金属离子(主要为+2价金属离子)。
MT的生理作用主要是参与微量元素的储存、转运和代谢;拮抗电离辐射;清除自由基、拮抗脂质过氧化作用，对生物膜具有保护作用;对重金属具有解毒作用;与机体的生长发育、延缓衰老、中枢神经系统修复及某些疾病的发生有关[2-3]。
2 MT基因结构及其调控
动物的MT基因属多基因类，具有基本相似的结构。
MT基因分为5侧翼区(5′-UT)、5′非翻译区(5′-UTR)、3个外显子、2个内含子、3′-UTR和3′端。
3个外显子被2个内含子所分隔。
MT基因在3′非翻译区均有一个典型的多腺苷酸信号序列AATAAA。
比较人和鼠的MT基因
发现密码区相当保守，而内含子和旁侧序列则存在明显差异。
MT可以被多种因素诱导表达，包括重金属离子、甾体激素、细胞因子、氧化应激等。
MT的诱导作用发生在转录水平上，MT基因的上游调节序列内存在多种转录调节元件，如金属应答元件(MRE)、上游刺激因子/抗氧化效应复合元件(USF/ ARE)、晚期转录因子/抗氧化效应复合元件(MLTF/ARE)、糖皮质激素效应元件(GRE)、白细胞介素-6 (IL-6)效应元件、转录因子Sp1结合位点等。
3 MT在肿瘤组织中的表达
MT参与肿瘤的分化和增生。
MT表达缺陷是肿瘤发生的症状之一，而有些时候在肿瘤患者体内MT又出现过量表达。
研究表明，MT高表达是食管癌黏膜上皮增生和角质型鳞癌转移的一个生物学标志。
在许多肿瘤组织，如乳腺癌、甲状腺癌中MT含量丰富，说明MT可能与细胞增殖能力有关。
但也有实验显示，MT在肝癌细胞中表达水平很低。
一系列研究表明，在正常增殖细胞和肿瘤细胞中，MT的合成能力显著增强。
MT的高表达与肿瘤细胞生长有关。
用免疫组织化学法在组织中检测到MT-1、MT-2亚型，发现在恶性程度高，肿瘤级别高的肿瘤中表达高，例如分化高的头颈部肿瘤[4]。
然而在一些低分化肿瘤表达也高[5]。
在绝大多数肿瘤组织中均有MT含量的变化，说明MT参与了肿瘤的发生过程。
致癌过程中MT的产生与肿瘤的迅速生长，致癌物质的刺激，癌基因的激活有关。
4 MT作为致癌作用的标记
在正常细胞内，MT的表达量与对重金属离子的解毒量、细胞内微量元素的含量以及清除自由基有关。
已有研究发现肝脏微量元素的变化以及MT、ki-67蛋白的表达量，可以作为致癌进程中重要的先导性标记物。
在无癌变的大鼠肝脏中，钒可以抑制MT、ki-67表达。
钒在鼠肿瘤形成的实验模型中可致p53基因表达并诱导凋亡，这已成为关注焦点。
另外MT、ki-67的过量表达与致癌进程有关。
目前对MT的含量及过量表达的意义和功能并不十分清楚。
由于在肿瘤的发生和生长过程中，肿瘤组织在不间断地从宿主汲取营养成份的同时，还释放各种能诱导MT产生的细胞因子;同时，不断增大的肿瘤组织对周围组织和器官的挤压作用也使机体处于应激状态，从而使体内MT含量发生变化。
目前还无直接证据证明MT与癌症的发生有直接关系，但至少已证明MT参与了癌症的发生过程。
MT已被作为乳房浸润性导管癌、大肠癌、宫颈癌、胰腺癌的潜在预测标志。
5 MT对抗细胞癌变和肿瘤
MT与某些抗肿瘤化学药物之间的相互作用是人们研究的重点。
MT可消除自由基、重金属、烷剂、电离辐射以及紫外线对DNA、RNA、酶、蛋白质以及细胞膜的损伤，从而防止它们致癌、致突变作用，以维持细胞正常代谢和分裂;另外还可以激发机体免疫力，增强机体
抗癌防癌能力。
有报道肿瘤中MT的水平与抗癌剂诱导有关[6]。
国外有人对消化道肿瘤患者的病理标本中MT、GST-Pi、及P糖蛋白的表达与患者的转归进行了研究。
结果表明：药物的疗效与上述3种蛋白的高效表达成反比; MT 表达越高，患者预后越差。
MT具有防止细胞癌变和抗肿瘤作用。
6 MT与肿瘤耐药性的关系
体外研究表明MT高表达在卵巢癌可能引起化疗耐药性，降低了化疗药物的疗效。
卵巢癌最初对化疗药物敏感，其耐药的复发也可以用药物耐药性蛋白如MT过度表达来解释。
铂类化疗药物顺式和反式结构都可以和MT分子结合，同时置换出其他金属离子。
有研究发现肿瘤化疗中耐药性问题与细胞内MT表达增高有关。
在乳腺癌的研究中发现MT 的金属解毒、清除自由基等作用会对抑制肿瘤细胞生长的药物如他莫昔芬产生耐药性，顺铂作为广泛用于临床化疗恶性肿瘤的药物，细胞耐药性将减弱其临
床治疗效果，将C3H小鼠接种MBT-2鼠的膀胱癌细胞，之后注射顺铂，C3H 小鼠瘤体内MT含量增加了2倍，并产生了明显的顺铂耐药性。
越来越多的实验证明，MT与肿瘤细胞的耐药性密切相关。
有研究发现，在MT过量表达的肿瘤细胞内可显示出对烷化剂和氯氨顺铂(CDDP)的耐药性。
诱导细胞使其获得对CDDP的抗性，伴随的是MT含量增加。
而当细胞抗药表型逆转时，MT水平随之下降。
在肿瘤的预防和治疗中，MT可保护细胞抵抗重金属和烷化剂的致癌、致突变作用，还可用于肿瘤的临床辅助治疗和肿瘤标志物，这些都是目前学者感兴趣的课题。
另外还有一些观点认为，生长因子有可能激活控制耐药性的酶和蛋白的表达，从而使肿瘤产生耐药性。
然而，人们仍没能发现肿瘤的耐药性和某些蛋白过度表达的必然关系[1]。
7 结语
MT在肿瘤的发生、发展中具有重要的作用，检测MT不仅可以提示肿瘤细胞的增殖活性，还可以提供预后的相关信息，同时还可作为肿瘤化疗耐药的标志物，但关于MT在致癌过程中发挥着怎样的作用及具体的机制，还有待于进一步研究。
另外，MT各亚型在肿瘤发生、发展中的作用尚未阐明，如何利用MT 的功能特点逆转金属性化疗药物的耐药性及降低化疗药物的毒副作用，都未被明确证实。
MT具有广阔的临床研究前景，为肿瘤的早期发现及肿瘤的预后治疗提供新思路、新方法。
【参考】
[1] Tan Y, Sinniah R, Bay BH, et al. Metallothionein expression and nuclear size in benign, borderline, and malignant serous ovarian tumours[J]. J Pathol 1999,189(1): 60-65.
[2] Mocchegiani E, Giacconi R, Muti E, et al. Zinc, immune plasticity, aging, and successful aging:role of
metallothionein[J].Ann N Y Acad Sci, 2004,1019:127-134.
[3] Romero-Isart N, Jensen LT, Zerbe O, et al. Engineering of metallothionein-3 neuroinhibitory activity into the inactive isoform Metallothionein-1[J]. J Biol Chem,2002,277(40):37023-37028.
[4] Raleigh JA, Chou SC, Calkins-Adams DP, et al. A clinical study of hypoxia and metallothionein protein expression in squamous cell carcinomas[J]. Clin Cancer Res, 2000,6(3):855-862.
[5] Kondo Y, Woo ES, Michalska AE, et al. Metallothionein null cells have increased sensitivity to anticancer drugs[J]. Cancer Res, 1995, 55(10): 2021-2023.
[6] Hishikawa Y, Koji T, Dhar DK, et al. Metallothionein expression correlates with metastatic and proliferative potential in squamous cell carcinoma of the oesophagus[J]. Br J Cancer,1999, 81(4): 712-720。