碲化镉（CdTe）量子点对秀丽线虫卵子减数分裂的毒作用及其作用机制研究

发布时间：2020-04-03 23:42

【摘要】：一、研究目的本研究利用模式生物秀丽线虫作为受试动物研究碲化镉(CdTe)量子点对卵子发生过程的影响,旨在探讨量子点对生殖细胞的有丝分裂区生殖细胞自我更新、减数分裂区生殖细胞分化以及生殖毒性的作用机制。二、方法1采用荧光显微镜观察量子点在秀丽线虫中的分布;观察后代数目、瞬时产产卵率(egg-laying rate)以及世代时间和体长来评价碲化镉量子点对秀丽线虫生殖能力的影响。并观察秀丽线虫的产卵情况以及子宫内受精卵的数目。2分别观察有丝分裂区和减数分裂区探讨CdTe量子点对秀丽线虫卵子发生过程的影响。观察有丝分裂区细胞数以及细胞核的大小评价碲化镉量子点对生殖细胞自我更新的影响;观察减数分裂各个分区的细胞数,细胞大小等探索碲化镉量子点对减数分裂区细胞的影响。观察过渡区细胞数来评价碲化镉量子点对细线期以及偶线期细胞的影响;以粗线期细胞数、bcIs39[lim-7p::ced-1::GFP+lin-15(+)]突变体标记的CED-1蛋白观察粗线期细胞凋亡情况,评价碲化镉量子点对粗线期生殖细胞的影响;以终变期细胞数,-2卵细胞的大小评定碲化镉量子点对终变期生殖细胞的影响;以雄虫率为指标判断染色体分离是否受到影响;测定减数分裂相关基因mRNA的表达水平并用相关突变体进行验证。探讨量子点引起卵细胞减少的原因。3绿色荧光标记DTC,以DTC的荧光强度以及有丝分裂率来判断生殖细胞的增殖与分化之间的平衡是否受到CdTe量子点的影响,并测定GLP-1信号通路相关基因表达水平。三、结果1 CdTe量子点在秀丽线虫体内的分布以及对秀丽线虫生殖能力的影响CdTe量子点(25、50和100μg/ml)染毒后在秀丽线虫体内呈强红色荧光,并且可以进入生殖腺内;50和100μg/ml染毒剂量组的后代数目与瞬时产卵率(egg-laying rate)减少,与对照组相比具有统计学差异,表明碲化镉量子点暴露后会影响秀丽线虫的生殖能力,而世代时间和体长并没有统计学差异表明这种生殖能力的降低不是由于发育不良引起的。实验表明,CdTe量子点染毒后会导致秀丽线虫排卵困难,与对照组相比,50,100μg/ml剂量组染毒后会使子宫内受精卵的数目降低,进一步验证了量子点可以影响秀丽线虫卵子发生的过程。2 CdTe量子点对秀丽线虫卵子发生过程的影响CdTe量子点染毒后,秀丽线虫有丝分裂区生殖细胞数与对照组相比在50,100μg/ml剂量组明显降低,差异具有统计学意义,但是细胞核的大小并没有明显的差异,表明碲化镉量子点并没有引起有丝分裂区生殖细胞细胞周期的停滞。剂量为50、100μg/ml组的碲化镉染毒后可以降低减数分裂区细胞数,差异具有统计学意义;过渡区生殖细胞的数目没有统计学差异,表明碲化镉没有影响细线期和偶线期染色体的凝集和配对;减数分裂区细胞在50、100μg/ml剂量组明显下降,差异具有统计学意义,而且染毒后粗线期细胞凋亡增加;碲化镉染毒后终变期细胞数以及-2卵细胞的横向直径在中高剂量组(50、100μg/ml)明显降低。spo-11,pch-2,rad-51,rad-54基因的表达量上升,mpk-1基因的表达量下降,敲除spo-11基因以及pch-2基因后发现性腺的长度回升,终变期细胞数目部分回升。3 CdTe量子点对有丝分裂区与减数分裂区生殖细胞动态平衡的影响剂量为50、100μg/ml碲化镉量子点染毒后,有丝分裂率在50、100μg/ml剂量组降低,差异具有统计学意义;量子点染毒后(50、100μg/ml)DCT细胞的荧光强度与对照组相比明显降低,差异具有统计学意义。GLP-1信号通路相关基因表达量也有所改变,lag-1,glp-1基因的表达水平在50、100μg/ml剂量组与对照组相比明显降低,与对照组相比lag-1,gld-1基因的表达水平在25、50、100μg/ml染毒组都明显降低,差异具有统计学意义。表明CdTe量子点可能影响了glp-1信号通路中相关基因的表达水平从而导致生殖毒性。四、结论量子点染毒后可以进入生殖腺,并且损伤线虫的生殖能力;有丝分裂区与减数分裂区生殖细胞的数目降低,粗线期生殖细胞凋亡增加,通过影响减数分裂相关基因的表达以及glp-1通路相关基因的表达对卵子的发生过程产生毒作用。
【图文】：

图 1 量子点染毒后在秀丽线虫体内的分布。（a）整体秀丽线虫的子点在秀丽线虫体内自发红色荧光，采用红色荧光显微镜观察并拍量的增加，量子点的在秀丽线虫体内的分布增加并且量子点可以经中(箭头所指的方向是生殖腺内量子点。（b）100μg/ml 剂量量子点的分布，量子点在秀丽线虫性腺内呈弥散分布。.2 CdTe 染毒后对 N2 后代数目和瞬时产卵率（egg-laying rate）为了初步评价 CdTe 量子点对秀丽线虫生殖能力的影响，及 egg-laying rate 为指标进行评价。结果表明在 50、100 μg/m后代数目以及 egg-layingrate 与对照组相比均有所降低，差异具（P<0.05）

图 2 量子点染毒后对后代数目以及 egg-layingrate 的影响。与对照组相比，， 50，10μg/ml 剂量组的后代数目和 egg-laying rate 均明显降低，差异具有统计学意义（P<0.05）。.3 CdTe 染毒后对野生型秀丽线虫 N2 发育的影响采用世代时间以及线虫的体长作为指标评价 CdTe 染毒后，秀丽线虫的发育情况，如图所示，秀丽线虫染毒后世代时间以及体长与对照组相比均没有统计学差异（α=0.05）
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R114

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本文编号：2613855