浑河水体复合污染对斑马鱼和人干细胞基因表达谱的影响

发布时间：2022-02-18 09:03

　　水体污染具有明显的复合性特征,低浓度、种类复杂的有毒有害污染物共存,研究水体复合污染对水生态系统和人体健康的影响具有重要意义。人骨髓间充质干细胞具有自我更新和多向分化潜能,用于评价化学物毒性的结果与人体健康高度相关,而斑马鱼作为标准水生模式生物,与人类基因具有高度同源性。选择斑马鱼和人源干细胞研究水体复合污染造成的有害效应,有利于跨物种毒性效应的预测和评估,阐明水体污染所致生态危害和人体健康效应之间的分子毒理学关联。相比基于特定毒性测试终点的毒性测试,毒理基因组学更有利于全面预测早期生物学效应以及进行跨物种毒性评估,针对复杂环境样品的毒理基因组学研究刚刚起步,水体污染程度及污染物组成特征与基因表达谱之间的关系尚不清楚。本研究以浑河水体复合污染为例,在部分监测断面采集地表水样品,采样点代表不同污染程度和受纳污水类型。分别测试了地表水对斑马鱼和人干细胞基因表达谱的影响,分析了基因表达谱变化与污染程度和污染物组成特征之间的关系,识别地表水诱导斑马鱼和人干细胞中差异表达的同源基因,预测并验证地表水对斑马鱼和人细胞的共性毒性效应。本文主要的研究内容和结果如下:（1）研究浑河典型监测断面地表水对斑... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：164 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 水体复合污染及其生态健康危害
        1.1.1 水体复合污染现状
        1.1.2 水体复合污染的生态和健康危害
        1.1.3 浑河流域水污染特征
    1.2 水体污染物综合毒性评价方法
        1.2.1 传统生物毒性测试方法
        1.2.2 毒理基因组学方法
    1.3 毒理学模式动物—斑马鱼
        1.3.1 生理学和基因组学特征
        1.3.2 毒性效应终点
    1.4 人干细胞毒理学模型
        1.4.1 人骨髓间充质干细胞的来源和特征
        1.4.2 基于人骨髓间充质干细胞的毒理学研究
    1.5 本文主要研究思路
        1.5.1 选题依据
        1.5.2 研究目的与意义
        1.5.3 研究内容
2 地表水对斑马鱼肝脏基因表达谱的干扰
    2.1 材料与方法
        2.1.1 实验试剂与仪器
        2.1.2 浑河主要断面河水水样采集和理化指标测定
        2.1.3 斑马鱼的培养与暴露
        2.1.4 斑马鱼肝脏样本RNA提取
        2.1.5 斑马鱼基因芯片分析
        2.1.6 数据处理
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 地表水对斑马鱼基因表达谱的影响
        2.2.2 地表水诱导斑马鱼差异表达基因调控的生物学通路和过程
        2.2.3 斑马鱼肝脏基因表达谱特征与污染程度和类型的联系
    2.3 小结
3 地表水对hBMSCs基因表达谱的影响
    3.1 材料与方法
        3.1.1 实验试剂与仪器
        3.1.2 浑河主要断面水样采集和理化指标测定
        3.1.3 水样前处理
        3.1.4 细胞培养
        3.1.5 细胞毒性测定
        3.1.6 基因芯片检测和数据分析
        3.1.7 实时荧光定量PCR
        3.1.8 数据分析
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 地表水对hBMSCs的细胞毒性
        3.2.2 地表水对hBMSCs基因表达谱的影响
        3.2.3 地表水诱导hBMSCs差异表达基因的生物学通路和过程
        3.2.4 不同地表水对hBMSCs基因表达谱影响的比较
    3.3 小结
4 地表水暴露对斑马鱼和hBMSCs基因表达谱影响的关联
    4.1 材料与方法
        4.1.1 数据获取
        4.1.2 斑马鱼-人同源基因的识别
        4.1.3 斑马鱼-人同源基因的功能注释
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 地表水对斑马鱼和hBMSCs同源基因的影响
        4.2.2 地表水诱导斑马鱼和hBMSCs的DEOs的生物学通路和过程
    4.3 小结
5 地表水对斑马鱼和hBMSCs的遗传毒性
    5.1 材料与方法
        5.1.1 实验试剂与仪器
        5.1.2 浑河主要断面水样采集
        5.1.3 水样前处理
        5.1.4 细胞培养和细胞毒性测定
        5.1.5 细胞DNA损伤测定
        5.1.6 细胞氧化损伤分析
        5.1.7 遗传毒性相关基因表达测定
        5.1.8 干细胞成骨分化测定
        5.1.9 干细胞成脂分化测定
        5.1.10 数据处理
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 地表水分级组分对hBMSCs细胞活性的影响
        5.2.2 地表水对斑马鱼肝脏细胞的DNA损伤
        5.2.3 地表水对斑马鱼肝脏细胞的氧化损伤
        5.2.4 地表水暴露对hBMSCs的DNA损伤
        5.2.5 地表水暴露对hBMSCs的氧化损伤
        5.2.6 地表水暴露对DNA损伤相关基因表达的影响
        5.2.7 地表水暴露对hBMSCs成骨分化的影响
        5.2.8 地表水暴露对hBMSCs成脂分化的影响
    5.3 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
附录A 地表水中有机物浓度检测结果
附录B hBMSCs暴露于不同地表水后相同的差异表达基因
作者简介
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国生态环境质量拐点综合研判[J]. 黄宝荣,刘宝印,洪志生,王鑫,樊杰.  中国科学院院刊. 2018(10)
[2]水体中典型重金属和全氟化合物对水生生物的联合毒性[J]. 孟娣,王潇,王赛赛,韩刚,钱永忠.  生态毒理学报. 2018(02)
[3]浑河中上游河段有机污染物的测定及评估[J]. 周岩梅,王欧宇,张林林,孟晓东,毕丽娇,范娟.  中国资源综合利用. 2018(03)
[4]滏阳河河流水体中重金属污染特征及其对青海弧菌和斜生栅藻的毒性效应[J]. 张博文,赵甲亭,吴二威,李云云,李娜,李柏,乔秀文,吴刚,高愈希.  生态毒理学报. 2018(01)
[5]SOS/umu试验影响因素和敏感性的探讨[J]. 宋瑞霞,阮鸿洁,石莹,张丽霞,张宏伟.  中国卫生检验杂志. 2017(13)
[6]Occurrence, distribution, and potential influencing factors of sewage sludge components derived from nine full-scale wastewater treatment plants of Beijing, China[J]. Xu Wang,Meiyan Li,Junxin Liu,Jiuhui Qu.  Journal of Environmental Sciences. 2016(07)
[7]辽宁省辽河流域水质污染特征分析[J]. 王赫.  环境科学与管理. 2016(05)
[8]微核试验方法及应用研究进展[J]. 陈思,鲁克庆,马兴铭.  中国比较医学杂志. 2016(02)
[9]浑河水环境健康风险特征研究[J]. 王辉,孙丽娜,刘哲,罗庆,吴昊,王晓旭.  生态毒理学报. 2015(02)
[10]Integrated biomarkers in wild crucian carp for early warning of water quality in Hun River, North China[J]. Binghui Zheng,Kun Lei,Ruizhi Liu,Shuangshuang Song,Lihui An.  Journal of Environmental Sciences. 2014(04)

博士论文
[1]黄河兰州段水环境污染对鱼类毒性效应研究[D]. 王益民.兰州大学 2010

硕士论文
[1]基于斑马鱼新陈代谢和行为响应技术的在线水环境污染评价[D]. 齐鲁慧子.山东师范大学 2018
[2]典型新烟碱类杀虫剂对人骨髓间充质干细胞的遗传毒性及机制研究[D]. 罗芳.大连理工大学 2018
[3]典型化工废水及其受纳水体的毒性研究[D]. 杨京亚.大连理工大学 2015
[4]典型制药废水及其受纳水体的毒性研究[D]. 赵璐璐.大连理工大学 2015
[5]辽河流域化工与石化行业有机污染特征及风险评价[D]. 张林林.北京交通大学 2014
[6]辽河流域印染业有毒有害物污染源调查及污染特征研究[D]. 张晓孟.西安建筑科技大学 2014



本文编号：3630550