纳米二氧化硅对斑马鱼胚胎发育的毒性

发布时间：2017-05-06 05:13

  本文关键词：纳米二氧化硅对斑马鱼胚胎发育的毒性，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目的评价纳米二氧化硅(Silica Nanoparticles,Si NPs)对斑马鱼早期发育的毒性效应,发现敏感器官并揭示其可能的分子机制。方法1.Si NPs对斑马鱼早期发育的影响:将斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的Si NPs(37~1500μg/ml)分散体系,以胚胎死亡率,畸形率,孵化率等指标,评价Si NPs对斑马鱼胚胎产生的毒性效应,并通过基准剂量法(Benchmark Dose,BMD)计算各毒性效应的阈值。2.Si NPs对斑马鱼胚胎心脏发育的影响:依据上述实验计算所得的BMD值,设定Si NPs的染毒剂量范围(6~36μg/ml),通过静脉窦和动脉球间距与体长的比值、心包囊相对面积、心包水肿发生率以及心率等指标,评价Si NPs对斑马鱼胚胎心脏形态和功能的影响。另外,通过吖啶橙、TUNEL染色和q RT-PCR技术阐明Si NPs对斑马鱼心脏发育改变的可能机制。3.应用SPSS 21.0进行统计学分析,实验数据的统计描述以SX±表示。假设检验采用方差分析及Dunnet法两两比较。检验水准为α=0.05。结果1.Si NPs对斑马鱼早期发育毒性作用的影响(1)Si NPs对斑马鱼的致畸效应存在明显的时间和剂量依赖性(EC50=449μg/ml),染毒后的斑马鱼胚胎表现出多种畸形现象,包括头部发育畸形,心脏畸形,卵黄囊水肿,体轴弯曲,尾部畸形。这些不良反应中,以心脏发育畸形的发生率最为显著。(2)Si NPs能显著地抑制斑马鱼胚胎发育,主要表现为斑马鱼胚胎孵化率降低(EC50=1297μg/ml)、胚胎出膜时间延长,幼鱼对卵黄囊吸收速率减慢以及幼鱼体长减短。(3)Si NPs对斑马鱼胚胎存在致死效应且具有明显剂量和时间依赖性。(LC50=1236μg/ml)。(4)通过基准剂量法计算各毒性效应的发生阈值,致畸效应的BMDL为2.43μg/ml,抑制孵化效应的BMDL为14.79μg/ml,致死效应的BMDL为18.62μg/ml。2.Si NPs对斑马鱼心脏发育的影响(1)Si NPs能够延长静脉窦与动脉球间距,扩增心包面积,刺激心包水肿发生率显著上升,致使斑马鱼心脏畸形的BMDL值为10.19μg/ml。(2)Si NPs导致胚胎心脏功能改变,主要表现为心动过速与心率失常。(3)心脏组织切片HE染色结果显示,Si NPs暴露可致使心肌细胞数量减少,排列异常,心腔面积减少。(4)AO与TUNEL的实验结果显示Si NPs可致使斑马鱼心肌细胞出现过度凋亡。(5)Si NPs可以刺激细胞凋亡相关基因P53,Bax和Caspase-3表达水平上调并抑制细胞增殖相关基因Bcl-2的表达水平。结论1.纳米二氧化硅可以导致斑马鱼胚胎及幼体出现发育畸形,延迟发育甚至死亡等发育毒性效应。2.纳米二氧化硅可以致使斑马鱼心脏静脉窦-动脉球间距增大,围心包面积扩增,同时还可以改变胚胎心脏功能致使胚胎出现心动过速和节律异常。3.纳米二氧化硅可能是通过激活P53基因介导线粒体通路依赖性胚胎细胞过度凋亡,从而对胚胎心脏等其他器官发育形成和功能完善产生不良影响。
【关键词】：纳米二氧化硅 斑马鱼 胚胎发育 心脏发育 细胞凋亡
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R114
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 英文缩略词表11-13
• 1 引言13-15
• 2 材料与方法15-33
• 2.1 材料15-18
• 2.1.1 斑马鱼与纳米二氧化硅15
• 2.1.2 主要实验试剂15-16
• 2.1.3 主要实验仪器16-17
• 2.1.4 主要实验试剂配制17-18
• 2.2 斑马鱼的饲养和胚胎的收集18-19
• 2.2.1 斑马鱼日常喂养18-19
• 2.2.2 鱼卵采集19
• 2.3 实验方法19-33
• 2.3.1 纳米二氧化硅的特征测试19-20
• 2.3.2 纳米二氧化硅对斑马鱼早期发育影响的毒性作用20-22
• 2.3.3 纳米二氧化硅对斑马鱼心脏发育的影响22-31
• 2.3.4 数据分析处理31-33
• 3 结果33-59
• 3.1 纳米二氧化硅悬液的粒度和稳定性测试结果33-35
• 3.1.1 在不同幼鱼培养液中纳米二氧化硅颗粒的粒度和特征测试结果33
• 3.1.2 纳米二氧化硅分散在E3 中的稳定性测试结果33-35
• 3.2 纳米二氧化硅对斑马鱼早期胚胎发育的影响35-47
• 3.2.1 纳米二氧化硅对斑马鱼胚胎的致死作用35-38
• 3.2.2 纳米二氧化硅对斑马鱼胚胎的致畸作用38-42
• 3.2.3 纳米二氧化硅对斑马鱼胚胎延迟发育的作用42-47
• 3.3 纳米二氧化硅对斑马鱼心脏发育的影响47-59
• 3.3.1 纳米二氧化硅对斑马鱼心脏发育的形态影响47-49
• 3.3.2 纳米二氧化硅对斑马鱼心脏功能的影响49-53
• 3.3.3 斑马鱼心脏组织病理学特征改变53
• 3.3.4 斑马鱼心肌细胞凋亡检测结果53-55
• 3.3.5 qRT-PCR检测相关凋亡基因的表达55-59
• 4 讨论59-65
• 5 结论65-67
• 6 参考文献67-71
• 综述71-83
• 参考文献78-83
• 个人简历 在学期间发表的学术论文与科研成果83-84
• 致谢84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 ;Effects of silica nanoparticles on growth and photosynthetic pigment contents of Scenedesmus obliquus[J];Journal of Environmental Sciences;2010年01期

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本文编号：347812