农业环境科学学报２００９，２８（３）：４２５－４３２
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏ—ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ
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—０４２５－０８
ＲｅｓｅａｒｃｈｉｎｇＡｄｖａｎｃｅｉｎ
ＭｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎａｎｄＩｔｓＢｉｏｍａｒｋｅｒｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌＣｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ
ＣＨＥＮＣｈｕｎｌ．ＺＨＯＵＱｉ－ｘｉｎｇ啦
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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”。自从Ｍａｒｇｏｓｈｅｓｌ９５７年首次从马的肾皮质中发现ＭＴ以来１２ｌ，大量研究表明，ＭＴ普遍存在于各种生物体中，包括各种微生物（光滑球拟酵母、酿酒酵母、粗糙脉胞菌等）、植物（猕猴桃、水稻等）、所有的无脊椎动物（昆虫、软体动物、棘皮动物、
收稿日期：２００８—０６－１３
基金项目：高等学校科技创新工程重大培育资金项目（７０７０１１）
作者简介：陈春（１９８０一），男，安徽宿县人，博士，主要从事分子生态毒理学研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｅｈｅｎｃｈｕｎ＠ｍａｉｌ．ｎａｎｋａｉ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者：周启星Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｑｘ垣ｈｍｎｋａｉ．ｅｄｕ．ｃｎ环节动物等）、有脊椎动物及人类各种器官和组织圆，尤其以肝脏和肾脏中含量最为丰富，它能广泛地被重金属、电离辐射、化学药品、激素、应激激素等多种因素诱导表达合成。
重金属作为环境中一类主要污染物，所造成的环境破坏以及对人体的健康危害在环境科学研究领域中一直备受关注。ＭＴ的一个主要特点是在转录水平上易被环境中的重金属所诱导，而且这种诱导与重金属浓度具有相关性，可以反映环境中的重金属含量水平。因此，通过监测生物体内ＭＴ含量变化，可预测生物体受重金属暴露的状况和重金属的污染压力。目前，ＭＴ作为重金属污染生物标志物的研究已逐渐成为环境科学、生物医学等研究领域的热点。
万方数据
４２６陈春等：金属硫蛋白作为重金属污染生物标志物的研究进展２００９年３月
ＭＴ可作为重金属污染物、潜在重金属污染暴露和毒性效应早期预警的主要生物标志物，以及作为环境中重金属污染胁迫与风险评价以及监测的分子生态毒理学诊断指标，对制定预防性的管理措施，及时监控环境污染具有重要的现实意义。为了促进金属硫蛋白相关的环境科学研究，有必要对作为生物标志物的金属硫蛋自在环境检测方面的研究进展与应用现状进行评述，并展望其今后的研究方向。
１ＭＴ的基本结构与生理功能
１．１ＭＴ的基本结构
大多数生物体内ＭＴ分子结构呈哑铃型，由ａ和Ｂ两个大小相近、近似球形的结构域构成，两个结构域通过第３０、３ｌ位的Ｌｙｓ残基相连，ＭＴ铰链区的存在使两个结构域具有较大的柔性和可变性，从而使ＭＴ中金属离子与溶液中金属离子易于交换，为调节体内金属离子的代谢提供了结构基础。ＭＴ分子是生物进化上比较保守的蛋白，约由６０个左右的氨基酸残基组成，其中含有１８～２３个半胱氨酸（约占１１３）、较多的赖氨酸和丝氨酸，但缺乏组氨酸和芳香族氨基酸。氨基末端皆为Ｎ一乙酰甲硫氨酸，羧基末端为丙氨酸。已知所有物种的ＭＴ都有大量半胱氨酸，而且这些半胱氨酸的位置在绝大多数种属ＭＴ中都是完全保守的，多数排列为Ｃｙｓ—Ｃｙｓ，Ｃｙｓ—Ｘ—Ｃｙｓ，Ｃｙｓ…ＸＹＣｙｓ（Ｘ，Ｙ是非半胱氨酸）的重复结构，Ｘ、Ｙ较多为
Ｓｅｒ，ｎｒ，其次为Ａｒｇ，Ｌｙｓ。其Ｃｙｓ的巯基都能够与金属离子结合，分子内部不含二硫键和游离的巯基［４１。由于同一物种中ＭＴ分子内半胱氨酸的数目和位置及碱性氨基酸残基都有一定的保守性，因此大多数种内生物体ＭＴ皆具有相似基本的生物功能。
１．２ＭＴ的生理功能
ＭＴ在生物细胞体内与必需的微量重金属（Ｚｎ、Ｃｕ等）的结合起着调节这些金属离子在细胞内浓度的作用，而与非必需有毒金属（Ｃｄ、Ｈｇ等）的结合则可以保护细胞器免受损伤，故ＭＴ具有维持生
物体内金属含量动态平衡和重金属解毒作用的双重机制。１．２．１ＭＴ的重金属解毒作用
ＭＴ具有高度保守性及普遍存在于生物体内的特点，它是惟一一种在金属代谢中起明确作用的低分子蛋白。ＭＴ分子中的大量巯基对二价金属离子尤其重金属离子具有极高的亲和力，与重金属结合能力顺序依次为：Ｈｇ’Ｃｕ“。Ａｇ＋．Ｂｉ＊》ＣｄｂＰｂｂｚｎ◆Ｃ０２爿５Ｊ。同时，ＭＴ诱导效应对暴露于环境中的重金属具有高度的生物化学响应，重金属诱导生物体内ＭＴ在ｍＲ—ＮＡ、蛋白质等不同水平上的表达已经被许多研究所证实１６Ｉ。
ＭＴ与重金属离子的结合能力及其被重金属离子诱导的能力，使其在重金属解毒与生理代谢方面具有重要作用。目前众多学者比较认同ＭＴ可控制生物体内必需元素的离子稳态。其功能已能满足生物酶与生理代谢的需求。当非必需重金属Ｃｄ、Ｈｇ、Ａｇ进入细胞内，它们将与细胞内配位体结合的必要金属元素Ｃｕ、ｚｎ产生不可避免的竞争作用，从而ＭＴ将发挥其生物解毒机制。Ｍａｓｏｎ等【７研究发现，ＭＴ具有双重功能：其一，与必需重金属ｚｎ、Ｃｕ结合的ＭＴ有助于生物体内金属酶的合成，调节这些金属离子在细胞内浓度的作用，从而维持生物体内许多细胞反应进程的动态平衡；其二，重金属进人机体引起ＭＴ表达，而后ＭＴ与非必需有毒重金属的结合，可以减少细胞与这类重金属的非特异性结合，从而避免有害重金属对生物体的潜在毒性。
此外还有研究报道，金属硫蛋白具有保护细胞免受离子辐射１８ｌ和抵御抗氧化物损伤１９］的作用。
当生物体暴露于重金属环境中，重金属诱导合成的ＭＴ可清除・ＯＨ、０２・等自由基，从而使生物体耐受一定的氧化压力。
１．２．２ＭＴ的重金属生物代谢
ＭＴ如同其他蛋白质一样，它有其自身的生命代谢周期。在细胞生理循环周期中。ＭＴ与有毒重金属结合通过溶酶体从细胞质中排出旧。重金属与ＭＴ结合后进入溶酶体中的机制，相对而言容易被忽视。然而，个别学者研究观察到硫与重金属等伴随物出现在溶酶体中，这可能是ＭＴ与硫、重金属等结合形成的螯合物进入细胞器的结果１１１Ｊ。
ＭＴ在细胞内降解的速率取决于ＭＴ与金属离子的结合能力。不同种类动物体内的ＭＴ降解速率不尽相同，同时组织中金属离子的分布与ＭＴ异构体种类对ＭＴ降解也有一定的影响。Ｚｎ—ＭＴ结合物降解过程中释放出的ｚｎ将行使其细胞生物功能，并且进一步诱导ＭＴ的合成。而Ｃｕ由于与硫蛋白具有较强结合力，则Ｃｕ—ＭＴ将被氧化为难溶性的多聚体复合物而蓄积于溶酶体中，它或许以无毒聚合物的形态存在并通过胆汁分泌、排泄。国外早期有研究发现，通过体外实验发现，老鼠体内溶酶体提取物可降解Ｚｎ—ＭＴ、Ｃｄ—ＭＴ，而Ｃｕ—ＭＴ结合物很难被降解，这说明重金属生物代谢过程中，不同的ＭＴ异构体进入溶酶体后，其结合
万方数据
第２８卷第３期农业环境科学学报４２７
的重金属降解、分离等生物学特性均有差异。这种现象的原因可能是由于不同种类的ＭＴ结合物分子内部结构中二硫键稳定性不同所造成的【Ｊ２】。此外，通过体外实验已证明，处于酸性ｐＨ下的组织蛋白酶Ｂ，它可降解被去除金属离子的金属硫蛋白（ａｐｏＭＴ）ｆ阁。
２ＭＴ基因的表达调控与诱导
在金属离子、细胞因子、应激激素等因素影响下，生物体间接地通过应激或炎症应答等方式皆可诱导肝脏金属硫蛋白的表达合成。其中重金属对ＭＴ的诱导作用发生在转录水平，它通过金属结合蛋白与ＭＴ基因上游序列中的金属应答元件（ＭＲＥ）结合，从而启动ＭＴ的ｍＲＮＡ转录，其途径主要可分为以下４种，如图１所示【Ｊ４】。第一种途径主要为，生物体在重金属污染环境中将会出现感染／炎症等现象，此时白介素一ｌ（ＩＬ—１）、白介素一６（ＩＬ一６）与肿瘤坏死因子ｅｔ（ＴＮＦ一仅）皆由活化的Ｔ细胞、巨噬细胞释放出。首先，外界应激压力与ＩＬ一６、ＩＬ—ｌ、ＴＮＦ—Ｏｔ等细胞因子刺激调节垂体一甲状腺轴分泌大量的糖皮质激素。然后糖皮质激素进入细胞后，与胞液中的特异受体结合后形成糖皮质激素一受体复合物（ＧＲＦ），后者进入细胞，与糖皮质激素受体反应元件（ＧＲＥ）结合，最终引起ＭＴ基因的表达；第二种途径是，糖皮质激素可通过诱导ＭＴ基因大量表达的方式启动血浆中ｚｎ与ＭＴ的螯合进程，增加细胞内ｚｎ库的容量，从而在正反馈循环过程中通过金属转录
因子（ＭＴＦ—１）激活金属应答元件（ＭＲＥｓ），达到诱导体内ＭＴ基因表达的目的；第三种途径为，不同组织中ＩＬ－１、ＴＮＦ—ｏ【和儿茶酚氨可能诱导白介素一６的分泌表达。白介素一６刺激产生后，信号转导和转录激活因子（ＳＴＡＴｓ）引起酪氨酸的磷酸化，诱导大量急性时相蛋白的表达，并使ＳＴＡＴｓ结合于金属硫蛋白ＭＴ基因启动子上，促进ＭＴ基因表达调控。调控过程中，白血病抑制因子、Ｉ“、ＩＬ＿１１、抑瘤素Ｍ、粒细胞集落刺激因子（Ｇ—ＣＳＦ）以及上皮生长因子（ＥＧＦ）等因素的应答响应皆可诱导影响ＳＴＡＴｓ的合成。另外，炎症应答产生的活性氧簇（ＲＯＳ）可能与抗氧化反应元件（ＡＲＥ）或金属反应转录因子（ＭＲＥ）相互作用，从而激活ＭＴ基因表达。此外，与细胞膜受体结合的炎症介质诱导产生的儿茶酚胺、胰高血糖素，可通过第二信使系统激活反式作用核因子的方式实现ＭＴ基因调控表达的目的。诸上这些诱导因子的联合作用皆可能影响转录后进程及细胞内ＭＴ表达
固圈
囤１肝脏金属硫蛋白的基因调控主要过程
Ｆｉｇｕｒｅ１Ｔｈｅｍａｉｎ
ｐｒｏｃｅｓｓ
ｏｆｈｅｐａｔｉｃＭＴｇｅｎｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
万方数据
４２８陈春等：金属硫蛋白作为重金属污染生物标志物的研究进展２００９年３月
调控水平。
３ＭＴ的多态性
天津汽车环保标志ＭＴ多态性最早由Ｍａｃｋａｙ掣１５１提出，指一个物种在自然状态下发生的ＭＴ多种形态，是因为ＭＴ基因的多态性决定了不同亚型的ＭＴ异构体的存在。不同的纲、目、属、种生物之间ＭＴ在分子量、金属含量、氨基酸组成等方面不尽相同。在哺乳动物中，根据等电点和氨基酸组成的不同可分为４种亚型，即ＭＴ—Ｉ、ＭＴ－Ⅱ、ＭＴ＿１１１、ＭＴ—ＩＶ。其中ＭＴ—Ｉ、ＭＴ—１１几乎存在于哺乳动物的所有器官或组织中，尤以肝、肾细胞为主，而且参加其功能调节；ＭＴ一Ⅲ是一种神经生长抑制因子，分布限于中枢神经系统，主要分布于星性胶质细胞，其次为神经元细胞；ＭＴ—ＩＶ分布于皮肤、舌、消化道等器官的角质细胞和复层鳞状上皮细胞中【ｌｑ。根据半胱氨酸在ＭＴ中排列方式的不同，Ｃｏｂｂｅｔｔ等旧将植物ＭＴ也分为４种类型。植物ＭＴ表达具有组织器官特异性和发育阶段性。通常情况下ＭＴ－Ｉ主要在植物根、叶部表达合成，ＭＴ—ＩＩ基本在叶片中表达，ＭＴ—ｌｌＩ多在叶片及成熟的果肉中表达，ＭＴ一１Ｖ在植物发育的种子中表达嗍。
随着分子生物学检测技术的发展，通过ＭＴ基因扩增和拷贝也已经证实在一种特定的动物或植物中，通常含有多种类型的金属硫蛋白异构体，不同ＭＴ异构体其生理功能也各有差异。其中有些ＭＴ起到维持金属体内稳态作用，另外一些ＭＴ则发挥着对不必要重金属的解毒作用。Ｄａｌｌｉｎｇｅｒ等”刎研究指出，陆生软体动物蜗牛体内存在着生物功能不同的ＭＴ异构体，其中一种ＭＴ异构体在有毒重金属Ｃｄ解毒机制中发挥作用，另外一种ＭＴ调整体内必要重金属Ｃｕ稳态平衡。Ｌｅｍｏｉｎｅ等‘珥认为ＭＴ一１０是一种基础蛋白，参与生物体内必需金属元素的调节，而ＭＴ一２０则是一种诱导蛋白，对非必需金属元素发挥解毒功能，通过检测贻贝类生物Ｍｙｔｉｌｕｓｅｄｕｌｉｓ的ＭＴ异构体ＭＴ一
１０、ＭＴ一２０ｍＲＮＡ表达水平，研究发现ＭＴ一１０和ＭＴ一２０皆可由重金属Ｃｄ诱导表达，特别是ＭＴ一２０
仅能由Ｃｄ单一诱导；而ＭＴ一１０则也可由Ｚｎ诱导表
达。Ｌａｕｒａ等【２ｌＩ的研究也得到类似的结果，认为紫贻
贝（Ｍｙｔｉｌｕｓｇａｌｌｏｐｒｏｖｉｎｃｉａｌｉｓ）体内ＭＴ一１０是普遍存在的活性异构体，而ＭＴ－２０主要由Ｃｄ诱导表达。两者生理功能方面差异主要表现在ＭＴ一１０较ＭＴ一２０具有紧密的结构和很高的热稳定性，且ＭＴ一１０对氧化损伤更加敏感。此外，Ｄｏｎｄｅｒｏ等１２２嗵过实时定量荧光ＰＣＲ检测发现不同种类的重金属对ＭＴ同源基因调控是各不相同的。紫贻贝原代
细胞培养阶段（Ｍｙｔｉｌｕｓｇａｌｌｏｐｒｏｖｉｎｃｉａｌｉｓ）。Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｄ等重金属明显诱导ＭＴ一１０ｍＲＮＡ表达合成，Ｈｇ诱导其低水平表达；而Ｃｕ、Ｚｎ对ＭＴ一２０诱导作用较弱，但Ｃｕ和Ｈ２０：的联合作用可加速诱导ＭＴ一２０ｍＲＮＡ表达，说明羟自由基对ＭＴ一２０表达具有激活作用。Ｍｏｒａｎ等１２３研究发现，蚯蚓（Ｌｕｍｂｒｉｃｕｓｒｕｂｅｌｌｕｓ）体内也存在两种不同的ＭＴ异构体（ｗＭＴ一１，ｗＭＴ一２），它们具有各自不同的生理机能，ｗＭＴ２异构体不仅与Ｃｄ的结合能力要强于ｗＭＴ—ｌ，而且两者对于重金属解毒功能也各有差异。
４ＭＴ作为重金属污染的生物标志物研究
生物标志物，是指通过测定体液、组织或整个生物体，能够表征对一种或多种化学污染物的暴露和其效应的生化、细胞、生理、行为以及能量上的变化例。即生物标志物是衡量环境污染物的暴露及效应的生物反应。
重金属污染所造成的环境破坏以及对人类构成的危害越来越引起国际上的重视。金属硫蛋白在重金属与生物体交互作用的过程中被诱导合成，在细胞损伤和机体防御中具有重要意义。ＭＴ基因的表达可作为生物体损伤与防御相关的效应标志物，已经被公认为是评价重金属污染状况的一种关键性生物标志物。目前，国内外关于ＭＴ作为生物标志物在土壤、水生生态毒理学以及环境健康学中的应用与研究，已经取得了一定的研究成果。
４．１在土壤生态毒理学中的研究
无脊椎动物代表着土壤所有动物种类中一个主要成员，它具有直接与土壤或重金属等污染物暴露相接触的优越性。因此，土壤生态毒理学研究领域中，通常选取无脊椎动物等生物体作为主要指示物种，用来评定环境中重金属含量水平是否安全，同时土壤中重金属可诱导指示物种体内ＭＴ基因的特异性表达。而目前主要选用土壤环节动物蚯蚓作为指示物种，通过研究其ＭＴ表达水平与重金属含量间内在关系，从而证实ＭＴ可作为重金属生物标志物用来评价重金属对土壤生态系统的生物效应［２５１。
Ｂｒｕｌｌｅ［矧采用人工土壤法，将成熟赤子爱胜蚓（Ｅｉｓｅｎｉａｆｅｔｉｄａ）暴露于８０、８００ｍｇ・ｋｇ叫重金属镉中，通过克隆金属硫蛋白（ＭＴ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）、钙调蛋白（Ｃａｌｍ）、热休克蛋白（Ｈｓｐ６０、Ｈｓｐ７０）、丙酮酸羧
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第２８卷第３期农业环境科学学报４２９
化酶（Ｐｙｅ）等１４个ｅＤＮＡ基因片段，应用荧光定量ＰＣＲ技术在ｍＲＮＡ表达水平上筛选生物标志物，研究证实蚯蚓体内ＭＴ可作为环境重金属污染评估的主要生物标志物之一。ＳｖｅｎｄｓｅｎｌＺｍｄＥ通过研究发现，暴露于复合重金属污染外界环境下蚯蚓体内ＭＴ一２基因表达水平和蚯蚓个
体繁殖数目存在很好地线性关系。强调指出蚯蚓体内ＭＴ一２转录表达水平作为生物标志物可很好的监控重金属污染（尤其是Ｃｄ）的状况。ＨｏｍａｔＺＳｌ采用滤纸接触试验，将赤子爱胜蚓分别暴露于一定浓度ｚｎ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｃｄ等重金属处理条件下，采用免疫细胞化学技术检测蚯蚓体腔组织中ｗＭＴ一２的表达水平，研究表明除了暴露于Ｐｂ处理外，其他处理中ｗＭＴ一２表达水平均有不同程度的上调。另外国内也有报道用陆地生态中昆虫类等体内ＭＴ作为环境重金属污染评估生物标志物的研究１２９１。
４．２在水生生态毒理学中的研究
２０世纪７０年代末就有学者提出水生生物ＭＴ可作为一种指示水环境污染物暴露和毒性效应早期预警的主要生物标志物，以及作为水生环境自然种金
属污染压力评价和监测的分子生态毒理学诊断指树３０１，用以指示重金属对生物体和环境的污染程度。在联合国环境规划署开展的“地中海行动计划”中，ＭＴ已被选择作为海洋环境监测生物标志物之一【３１】。欧共体及其他国际组织也已经把ＭＴ作为水生环境重金属污染评估的生物标志物，并将ＭＴ作为关键性生物标志物列入欧洲ＢＥＱＵＡＬＭ计划框架中１３２１。
生长于河口、海岸等生态系统中的无脊椎动物，由于对外界环境的变化非常敏感且容易富集重金属离子，因此通常被选择作为指示生物用于重金属污染的水生态毒理学检测。这些软体生物内金属硫蛋白在
基因水平上通常由Ｃｕ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ等金属离子诱导合成，可作为重金属暴露和毒性效应早期预警的主要生物标志物１３３１，使在生物尚未发生生理、病理和生态变化之前进行早期监测、评估。
柯翎等嗍通过紫外可见分光光度计测定了菲律宾花蛤体内金属硫蛋白的吸收值，研究发现镉污染诱导可使花蛤的内脏团和外套膜的金属硫蛋白含量明显增加，且金属硫蛋白的吸收值与菲律宾花蛤重量、壳长、壳宽均有较大的相关性，从而认为ＭＴ作为花蛤镉污染的检测指标是可行的。Ｂｅｂｉａｎｎｏ等‘研究发
现，双壳类贻贝的腮、消化腺和整体软组织等器官中的Ｃｄ浓度与ＭＴ诱导水平相关。因此，贻贝ＭＴ作为重金属污染的一种早期生物响应中已得到广泛认可，研究证实其ＭＴ可作为环境中Ｃｄ、Ｈｇ、Ａｇ及Ｃｕ等重金属污染的生物标志物。Ｉｖａｎｋｏｖｉｃ１３６锺过检测亚得里亚海中东部若干海岸或河口水域中贻贝消化腺组织ＭＴ发现。ＭＴ表达水平随着贻贝生长季节的不同和生长环境的改变而发生变化，且生长季节的不同对于ＭＴ合成的影响更大，冬季一春季时期内贻贝ＭＴ的表达水平要明显高于夏一秋两季。除了秋季其他时期生长的贻贝，其ＭＴ可作为生物标志物指示海岸或河口重金属Ｃｄ污染状况。Ａｍｉａｒｄ【”研究认为，重金属钒可诱导贻贝体内ＭＴ合成，且ＭＴ水平与重金属钒含量存在着显著正相关关系，ＭＴ可作为海洋中钒污染有效生物标志物，这是目前国内外首次关于重金属钒可诱导ＭＴ表达的报道。
河口生态系统中软体动物牡蛎由于其软组织中累积高浓度的重金属和有机污染物，通常选作重金属污染的指示物种，对于牡蛎体内ＭＴ的研究正方兴未艾１２。ＹｏｎｇＫｉＣｈｏｉ等１３９１研究认为，牡蛎（Ｃｒａｓｓｏｓｔｒｅａ威卿）暴露于浓度为０．０１、０．０５、０．１ｍｇ・Ｌ．１Ｃｄ中１１ｄ后，其腮、消化腺等器官中的ＭＴｍＲＮＡ表达量显著增加，且与血清中谷草转氨酶、谷丙转氨酶等酶活水平存在着时间一剂量效应关系，因此ＭＴ被认为可指示牡蛎在重金属污染环境中其自身新陈代谢、细胞防御等生理机能变化。ＧａｕｔｉｅｒＤａｍｉｅｎｓ等Ｉ删研究认为，牡蛎幼虫对重金属等污染物高度敏感，当其受精卵暴露于重金属Ｃｕ、Ｃｄ环境中孵化后，幼虫体内ＭＴ含量显著增加，尤其是Ｃｄ诱导ＭＴ表达水平要高于Ｃｕ。
另外，ＥｒｋｕｄｅｎＰ６ｒｅｚ等【４ｌ】研究西班牙西南部一些海岸污染状况时，发现栖息于海陆交错带的环节动物沙蚕属（Ｎｅｒｅｉｓｄｉｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ）其体内ＭＴ水平可作为沿海地区重金属污染的主要生物标志物之一。
４．３在环境健康学中的研究
随着科学技术的不断发展。重金属污染物的排放和扩散造成了日益严重的环境污染。由于人和环境的关系密切，重金属污染区中人体内的金属含量必定异常。鉴于ＭＴ在重金属损伤的不同组织中的表达上调或下调，因此ＭＴ通常被选作为重金属特别是对镉毒性敏感的主要的生物标志物【４刁。
目前，国内外皆有镉接触者中ＭＴ测定的报道，认为组织ＭＴ水平反映镉暴露情况并在一定程度上与机体镉的反应性有关。常秀丽等１４３匿用半定量ＲＴ—ＰＣＲ方法测定了人外周血淋巴细胞（ＨＰＢＬａ）中ＭＴ基因亚型的表达水平，发现ＭＴ基因亚型的表达可作为镉接触性生物标志物，其中ＭＴ－１Ａ还可作为镉致
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