重金属污染已经成为全球范围内的重要环境问题，其中铅是其中一个主要污染物。铅污染主要源自人类活动，特别是采矿、制造业和化石燃料的燃烧，这些活动导致铅释放到环境中，并最终对人体健康造成危害。然而，铅和其他重金属长期暴露对昆虫的生理变化和生态影响却鲜有相关研究。

基于此，药学院汪以馼副教授团队采用转录组学分析、ICP- MS等多种生理、生化分析方法，对黑腹果蝇在不同程度铅暴露下的遗传反应和生理变化进行了深入分析。研究结果表明，随着食物中铅含量增加超过特定临界值，黑腹果蝇体内的铅积累呈现出了非线性规律，即持续增加铅含量并不会使铅积累持续升高。研究发现金属硫蛋白（MtnB）在这一过程中发挥重要作用，直接影响了铅的积累和排泄，从而引起了这种非线性的铅积累模式。另外，研究还揭示了金属调节转录因子-1（MTF-1）在调控铅诱导的金属硫蛋白高表达中发挥了重要作用。

此外，金属代谢途径和外源反应途径之间的相互作用也导致了铅暴露下的黑腹果蝇对杀虫剂和其他有机毒素的交叉耐受性。铅中毒引起的氧化应激可能是链接机体内对无机有害物质和有机有害物质解毒反应的桥梁。这项研究揭示了一种环境重金属污染影响农业生态的全新机制。



相关研究成果以“Pb exposure causes non-linear accumulation of Pb in D. melanogaster controlled by metallothionein B and exerts ecological effects”为题发表在《Science of the Total Environment》杂志上，药学院硕士生于小玉、李影、田晓涵和臧夕雅为论文第一作者，汪以馼副教授为最后通讯作者，天津大学药物科学与技术学院为第一通讯单位。这一研究工作得到了天津大学药学院分析中心老师们和天津博硕科技有限公司的大力支持和协助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2023.166901