铟锡氧化物对大鼠肺脏的毒性研究

发布时间：2018-10-16 10:27

【摘要】：目的本实验探讨铟锡氧化物(indium-tin oxide,ITO)染毒对大鼠的肺脏毒性效应及研究铟中毒的发病机理,从一定意义上填补国内对于ITO毒性研究方面的空白,为制定中国铟职业暴露限值及对于铟中毒的治疗提供科学依据。方法40只SPF级雄性Wistar大鼠随机分为5组,即对照组、ITO_3mg/kg组、ITO 6mg/kg组、In_2O_3 5.4mg/kg组和SnO_2 0.6mg/kg组,每组8只。乙醚麻醉后,各组大鼠以气管灌注的方式进行染毒,每周2次,间隔3天,连续染毒8周,进行亚慢性染毒,对照组给予相同剂量的生理盐水。染毒期内,每周对大鼠进行称重,并观察其饮食、饮水、活动等状况。停止染毒后,相同屏障环境下继续喂养8周。造模结束后,腹主动脉采血,离心获得血清,使用酶联免疫法测定血清中SP-A、SP-D、KL-6和GM-CSF的水平;摘取大鼠肺脏,并测定其重量;将全血和肺组织进行微波消解,使用电感耦合等离子体质谱法检测血铟含量和肺铟含量;测定肺组织匀浆中T-SOD、MDA、T-AOC和LDH活性;HE染色观察肺组织的病理改变;制作电镜切片,观察肺组织超微结构的改变;采用免疫组化法评价肺脏中SP-A、SP-D、KL-6和GM-CSF蛋白表达;采用免疫印迹法测定肺脏中Bax和Caspase-3蛋白的相对表达水平。结果1实验期间各组大鼠基本情况正常,没有观察到明显中毒症状;染毒期间,各组大鼠体重均明显增加;各染毒组大鼠肺脏脏器系数均显著增加(P0.05)。2病理组织学结果:对照组大鼠肺组织结构清晰,肺泡结构基本完整;两ITO组大鼠肺泡壁未见增厚,肺泡腔内可见嗜酸性颗粒物质填充,ITO颗粒散在或聚集沉积;In_2O_3组大鼠肺泡腔内可见嗜酸性颗粒物质填充,In_2O_3组颗粒散在沉积,ITO6mg组比ITO_3mg组和In_2O_3组改变更严重;SnO_2组大鼠肺脏结构完整,可见SnO_2颗粒散在沉积,伴有少量炎性细胞浸润。3透射电镜结果:对照组大鼠的II型肺泡上皮细胞绒毛清晰、排列整齐,内质网发育良好,线粒体嵴丰富,板层小体呈同心圆状,肺泡巨噬细胞结构完整,核仁明显,空泡少;两ITO组大鼠的II型肺泡上皮细胞微绒毛稀疏分布,内质网偏少,部分线粒体肿胀,基质部分空化,出现板层小体排空现象,6mg组排空现象多见,肺泡巨噬细胞细胞核皱缩,出现大量空泡;In_2O_3组大鼠的II型肺泡上皮细胞微绒毛短而稀疏、排列不整齐,线粒体肿胀、模糊不清,部分板层小体排空,肺泡巨噬细胞形状不规则,可见大量空泡;SnO_2组大鼠的II型肺泡上皮细胞形态规则,微绒毛较丰富、排列尚整齐,内质网发育良好,线粒体嵴尚丰富,板层小体呈平行板层状,肺泡巨噬细胞细胞核皱缩且不规则,可见少量板层小体。4与对照组相比,ITO 6mg组和In_2O_3组大鼠血铟含量明显升高,且随着ITO染毒剂量增加,血铟含量随之增加,但In_2O_3组和SnO_2组大鼠血铟含量均明显低于ITO 6mg组;两ITO组和In_2O_3组大鼠肺铟含量明显升高(P0.05)。5两ITO组大鼠肺脏中T-SOD活力明显增强,但In_2O_3组和SnO_2组T-SOD活力明显低于ITO 6mg组;两ITO组和In_2O_3组大鼠肺脏中MDA含量和LDH活性均显著增加,但SnO_2组MDA含量和LDH活力明显低于ITO 6mg组(P0.05)。6各染毒组大鼠血清中GM-CSF水平均提高;ITO_3mg组、In_2O_3组和SnO_2组大鼠血清中SP-A含量均降低,但ITO_3mg组SP-A含量低于ITO 6mg组;两ITO组和In_2O_3组大鼠血清中SP-D含量减少,但SnO_2组SP-D含量高于ITO 6mg组(P0.05)。7免疫组化结果:ITO 6mg组和In_2O_3组大鼠肺组织中SP-A表达增强,但ITO_3mg组、In_2O_3组和SnO_2组SP-A表达低于ITO 6mg组;ITO 6mg组和In_2O_3组大鼠肺组织中SP-D表达增强,但ITO_3mg组和SnO_2组SPD表达低于ITO 6mg组;ITO 6mg组大鼠肺组织中KL-6表达升高,但ITO_3mg组、In_2O_3组和SnO_2组KL-6表达低于ITO 6mg组;ITO 6mg组、In_2O_3组和SnO_2组大鼠肺组织中GM-CSF表达升高,但ITO_3mg组、In_2O_3组和SnO_2组GM-CSF表达低于ITO 6mg组(P0.05)。8免疫印迹结果:与对照组相比,两ITO组和In_2O_3组大鼠肺组织中Bax和Caspase-3蛋白表达水平显著升高,但与ITO 6mg组相比,In_2O_3组和SnO_2组Bax和Caspase-3蛋白表达水平明显降低(P0.05)。结论1 ITO染毒导致ITO颗粒在大鼠肺脏内沉积,使血铟和肺铟含量显著增加,在一定程度上反映了肺脏的损伤情况。2 ITO通过气管灌注染毒后对大鼠肺组织有一定的氧化损伤毒性,与组织氧化损伤相关的T-SOD、MDA等物质有明显的异常。3 ITO和In_2O_3染毒导致ITO颗粒和In_2O_3颗粒在大鼠肺脏组织内沉积,使肺泡表面活性物质清除受阻而在肺泡内过量积聚,造成染毒大鼠肺组织中SP-A、SP-D、KL-6、GM-CSF表达增强,这可能与ITO诱导的早期肺脏炎症反应和肺泡蛋白沉积症的形成有关。4 ITO的肺毒性损伤效应比其在同等剂量下的单一化学组成成分(In_2O_3和SnO_2)的肺脏毒性效应强。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R135.1

【参考文献】

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本文编号：2274069