基于体外肠道模型的微塑料肠毒性效应及其机制研究

发布时间：2021-02-23 08:45

　　食品和饮用水中的微塑料可通过经口暴露进入人体中,对人体肠道产生潜在的健康风险。现有研究表明,微塑料会引起水生生物和小鼠的肠道屏障损伤和炎症反应,并表现出尺寸效应。但是,很少有研究考虑在胃肠道消化过程中消化环境（p H、时间和营养状况等）对微塑料物化特性及其潜在毒性的影响,因此本研究在体外模拟微塑料在胃肠系统（唾液、胃液和小肠液）中的消化过程,并采用体外肠道模型进行了毒性评估。Caco-2细胞是人结肠腺癌细胞,在Transwell上培养一段时间后可分化形成单层细胞模型,有效模拟肠上皮屏障,已被广泛应用于污染物对肠道的转运和毒性研究。本研究选择100 nm和5μm聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）作为不同粒径微塑料的代表,基于体外肠道模型探究微塑料肠毒性效应及其机制,具体研究内容包括:1、不同粒径微塑料的Caco-2细胞摄取和毒性研究;2、体外消化前后微塑料对Caco-2单层细胞膜的毒性及其机制研究;3、体外消化前后微塑料与砷对Caco-2单层细胞膜的联合毒性研究。上述研究结果为微塑料及其共存污染物的肠道健康风险评估提供了科学依据和基础信息。（1）针对不同粒径微塑料的潜在Caco-2细胞毒性差... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1双壳类动物（左图）和鱼类（右图）中的微塑料组织分布；每个点代表

本研究技术路线

南京大学硕士学位论文第二章不同粒径微塑料的Caco-2细胞摄取和毒性研究232.3结果与讨论2.3.1微塑料的表征信息微塑料的形貌通过TEM进行表征，发现100nmPS-MPs和5μmPS-MPs均为表面光滑的球形结构，微球的分散性较好，没有明显的聚集现象（图2.1）。采用DLS分析微塑料的粒径分布，结果显示，100nmPS-MPs在培养基中的水合粒径分布在80-240nm范围内（图2.2）。微塑料的化学成分通过傅立叶红外光谱（FTIR）进行分析，结果如图2.3所示。查阅FTIR数据库和相关文献后发现，波长为3082.1cm-1、3059cm-1和3026.2cm-1处的吸收峰来自苯环上的C-H键的伸缩振动，2922.0cm-1和2848.7cm-1处的吸收峰来自-CH2-的C-H键的伸缩振动，在1942.2cm-1、1868.9cm-1和1802.4cm-1波长下都观察到苯环刚性振动的特征峰，在1600.8cm-1、1583.1cm-1、1492.8cm-1和1452.3cm-1波长下观察到苯环的C-C拉伸特征峰，在1028cm-1处的峰值来自苯环的面内C-H弯曲，而698.2cm-1和756.1cm-1处的峰是由苯基取代引起的[112]。这些特征峰的出现表明微塑料的成分为聚苯乙烯，且100nmPS-MPs和5μmPS-MPs的化学组成基本一致。两种微塑料的化学组成相似性和特征峰分布均与之前的研究结果一致[113]。（a）（b）图2.1（a）100nmPS-MPs和（b）5μmPS-MPs透射电镜图Figure2.1TEMimagesof(a)100nmPS-MPsand(b)5μmPS-MPs

【参考文献】：
期刊论文
[1]水环境中微塑料的污染现状、生物毒性及控制对策[J]. 李爱峰,李方晓,邱江兵,闫晨,柳超,孟范平,李正炎,李瑾,郎印海,胡泓.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2019(10)
[2]Fucoidan enhances intestinal barrier function by upregulating the expression of claudin-1[J]. Atsushi Iraha,Hiroshi Chinen,Akira Hokama,Takumi Yonashiro,Tetsu Kinjo,Kazuto Kishimoto,Manabu Nakamoto,Tetsuo Hirata,Nagisa Kinjo,Futoshi Higa,Masao Tateyama,Fukunori Kinjo,Jiro Fujita.  World Journal of Gastroenterology. 2013(33)
[3]饮水型砷中毒致人体红细胞膜Na+-K+-ATP酶活性的改变及膜损伤[J]. 易春霞,王生玲,地力夏提·亚克甫.  地方病通报. 2009(03)



本文编号：3047319