碲化镉量子点对家蚕的生殖毒性及作用机制

发布时间：2017-11-28 12:07

  本文关键词：碲化镉量子点对家蚕的生殖毒性及作用机制

  更多相关文章： 家蚕 碲化镉量子点 氨基酸修饰 生殖毒性 分子机制

【摘要】：纳米量子点(QDs)是一种具有巨大发展潜力的新型生物成像材料,因此,QDs的生物安全性受到广泛关注并存在诸多争论,其中以生殖毒性为代表的长期毒性还缺乏系统和深入的研究。本课题选择无脊椎模式动物家蚕为试验动物,研究了碲化镉(Cd Te)QDs(粒径2-3 nm,激发波长490 nm,发射波长530 nm)对家蚕的生殖毒性及其作用机制;同时,通过甘氨酸或丙氨酸对QDs进行表面修饰,探讨修饰后的QDs(QDs-Ala、QDs-Gly)对家蚕生殖系统的减毒效果。主要结果如下:1背脉注射的碲化镉量子点能够进入家蚕生殖腺剂量为0.32 nmol的QDs以背脉注射方法暴露5龄第2日家蚕幼虫后24 h或48 h,在精巢和卵巢中都检测到QDs的特征性绿色荧光。QDs剂量增大至0.64 nmol,暴露后12 h两性生殖腺中即可检测到QDs、QDs-Ala和QDs-Gly的存在,但氨基酸修饰的QDs在性腺中的特征性绿色荧光强度较弱或呈弱荧光的性腺多于未修饰的QDs,暗示表面氨基酸修饰可能减少了QDs进入性腺的量;无论是否氨基酸修饰,以荧光强度显示的QDs向精巢转移和积累的作用皆强于卵巢,暗示QDs的生殖毒性具有性别差异。2碲化镉量子点暴露影响家蚕产卵与受精交配试验结果显示,双亲幼虫都经QDs暴露后,母蛾产出卵全部不受精,卵巢中残存卵率高达48%,而对照组的受精率平均为95%,残存卵率仅为1%。母本幼虫期经QDs暴露后,母蛾与正常雄蛾交配后所产卵的受精率仅比对照降低了7%,残存卵率高达20%。父本幼虫期经QDs暴露后,成虫即使与正常母蛾交配,产出卵的受精率也仅为49±12%。显示QDs具有很强的雄性生殖细胞毒性,对雌性的毒性更多表现在产卵行为异常。上述交配试验中,QDs-Ala和QDs-Gly的不良影响都小于QDs,显示氨基酸修饰能够降低QDs的生殖毒性。3碲化镉量子点暴露对家蚕生殖细胞发育的影响QDs暴露后120 h HE染色的幼虫生殖腺组织切片结果显示,精巢和卵巢的生殖细胞发育变慢。DAPI染色结果显示,精巢中生精囊内的生殖细胞核出现了严重损伤,卵巢细胞核也有形态异常发生。进一步于QDs暴露后12 h、24 h和72 h取出生精囊进行体外生精囊培养168 h,发育形成精子束的数量QDs组比对照组分别降低了33%、54%和25%,QDs-Ala组只降低了16%、43%和5%,QDs-Gly组降低了33%、52%和16%;发育异常生精囊的数量QDs组比对照组分别增加了51%、53%和45%,QDs-Ala组只增加了10%、13%和13%,QDs-Gly组增加了19%、30%和11%。显示体内QDs暴露的经历,对脱离了暴露后体内环境的生精囊发育存在显著危害,但氨基酸表面修饰有显著减毒效果,其中QDs-Ala效果更好。4碲化镉量子点对家蚕的生殖毒性由多种分子机制复合调控幼虫经QDs暴露后12-72 h调查,QDs能够突破生殖腺外膜屏障,诱导精巢和卵巢内的生精囊膜和卵管膜细胞及其内部的生殖细胞产生大量活性氧,进一步出现线粒体结构破坏和碎片化,Caspase细胞凋亡途径的关键基因Dronc上调表达。同时,与细胞自噬发生有关的细胞内溶酶体大量增加,出现溶酶体渗透性改变,细胞自噬信号途径相关的Atg6和Atg8基因上调表达。显示QDs可能通过线粒体和溶酶体途径的细胞凋亡和自噬等复合机制诱导生殖腺细胞死亡或发育畸形。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;X171.5

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本文编号：1233892