纳米二氧化硅对斑马鱼胚胎发育的影响研究

发布时间：2017-06-26 02:17

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

【摘要】：纳米材料是一类被定义为尺寸在100纳米以下的材料。二氧化硅(Si O2)纳米粒子因其具有众多独特的良好性质而得到了更广泛的生产。此外,纳米二氧化硅能够通过很多方式进入到水环境中,包括常规使用、直接排放、废弃物排放等,所以评价纳米材料对水生生物的毒性十分必要。为了阐明纳米Si O2对斑马鱼胚胎发育的影响,本课题以斑马鱼为模式生物,纳米Si O2为研究对象,通过向水中添加悬浮纳米Si O2,从形态上观察其对斑马鱼胚胎发育的影响;利用m RNA表达谱分析、实时定量RT-PCR和全胚原位杂交技术从基因表达水平揭示纳米Si O2对斑马鱼作用的分子机制。本课题的开展,将明确纳米材料对于水生生物的发育毒性,为纳米Si O2的安全使用提供依据。形态学观察与统计分析结果表明,纳米Si O2可引起斑马鱼胚胎存活率下降、48hpf心率降低、24hpf自主运动频率下降,其还可导致斑马鱼96hpf畸形,主要有围心囊水肿、卵黄囊吸收延迟等。基因芯片分析发现纳米Si O2可显著抑制斑马鱼胚胎骨系统、体节形成发育相关基因col2a1a、col9a2和lect1的表达,促进破坏体节发育相关基因her12的表达。定量RT-PCR发现纳米Si O2可显著下调48hpf斑马鱼胚胎肝脏发育相关基因prox、wnt2bb、mypt1和心血管发育相关基因hand2、mef2a、nkx2.5、atp1a2a、flk-1的表达。全胚原位杂交实验发现纳米Si O2可引起48hpf斑马鱼胚胎心血管发育相关基因amhc和flk-1表达明显减弱,导致原始心管从中线向左侧转移延迟,说明心脏发育延迟。此外,纳米Si O2可影响斑马鱼胚胎原始红系细胞和髓系细胞的发育,影响造血功能。纳米Si O2可通过上调斑马鱼胚胎体内凋亡相关基因bax和bid表达量和下调抗凋亡相关基因bcl-2和mcl-1b表达量,诱导斑马鱼胚胎细胞凋亡,且AO染色结果显示凋亡主要集中在心脏区域。纳米Si O2可促进内质网应激发生的相关基因chop、bip、perk、e IF2α的表达,说明其可诱导斑马鱼胚胎产生内质网应激反应。以上结果表明,纳米Si O2可诱导斑马鱼发生内质网应激,产生细胞凋亡,影响斑马鱼胚胎心血管、肝脏及体节等器官的发育。
【关键词】：纳米二氧化硅 基因芯片 心血管发育 斑马鱼胚胎
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R114;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 课题研究背景及目的意义9
• 1.2 纳米材料的研究概述9-11
• 1.2.1 纳米材料9-11
• 1.2.2 纳米SiO_211
• 1.3 纳米材料的暴露和毒性11-17
• 1.3.1 纳米材料的暴露11-12
• 1.3.2 纳米材料的毒性12-16
• 1.3.3 纳米SiO_2 的生物毒性16-17
• 1.4 课题的主要研究内容17-20
• 第2章 实验材料与方法20-29
• 2.1 实验材料与试剂20-21
• 2.1.1 实验材料20
• 2.1.2 实验试剂20-21
• 2.2 实验仪器21-22
• 2.3 实验方法22-29
• 2.3.1 实验样品的准备22-23
• 2.3.2 mRNA表达谱芯片分析23
• 2.3.3 总RNA的提取23
• 2.3.4 反转录23-24
• 2.3.5 荧光定量RT-PCR24-25
• 2.3.6 半定量PCR25
• 2.3.7 全胚原位杂交25-27
• 2.3.8 吖啶橙染色27
• 2.3.9 苏丹黑染色27
• 2.3.10 固蓝染色27-28
• 2.3.11 纳米SiO_2 的表征28
• 2.3.12 结果的统计分析及处理28-29
• 第3章 纳米SiO_2 对斑马鱼胚胎发育的影响29-40
• 3.1 引言29
• 3.2 纳米SiO_2 的表征分析29-30
• 3.2.1 纳米SiO_2 的粒径及Zeta电位检测29-30
• 3.2.2 纳米SiO_2 的电镜观察30
• 3.3 荧光显微镜观察分析纳米SiO_2 进入斑马鱼胚胎体内30-31
• 3.4 纳米SiO_2 对斑马鱼胚胎发育的影响31-38
• 3.4.1 纳米SiO_2 对斑马鱼胚胎存活率的影响32-33
• 3.4.2 纳米SiO_2 对斑马鱼胚胎孵化率的影响33-34
• 3.4.3 纳米SiO_2 对斑马鱼胚胎心率的影响34-35
• 3.4.4 纳米SiO_2 对斑马鱼胚胎自主运动频率的影响35
• 3.4.5 纳米SiO_2 对斑马鱼胚胎畸形率及组织器官的影响35-38
• 3.5 本章讨论38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 纳米SiO_2 对斑马鱼胚胎发育的基因表达影响40-54
• 4.1 引言40
• 4.2 表达谱分析纳米SiO_2 对斑马鱼胚胎发育的基因表达影响40-48
• 4.2.1 纳米SiO_2 对斑马鱼体节发育相关基因的表达影响43-44
• 4.2.2 纳米SiO_2 对斑马鱼肝脏发育相关基因的表达影响44-45
• 4.2.3 纳米SiO_2 对斑马鱼心血管发育相关基因的表达影响45-48
• 4.3 纳米SiO_2 对斑马鱼凋亡相关基因的表达影响48-50
• 4.4 纳米SiO_2 对斑马鱼内质网应激相关基因的表达影响50-51
• 4.5 本章讨论51-53
• 4.6 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-62
• 附录一62-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果64-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：484451