納米氫氧化鎂吸附劑生殖毒性和胚胎毒性實驗研究.pdf

1、研究背景:
　　 鉻及其化合物應(yīng)用廣泛。鉻是提高鋼耐腐蝕性最常用的添加元素之一，鉻鹽可用于鍍鉻、冶金工業(yè)生產(chǎn)合金，制作顏料、染料、油漆、橡膠和陶瓷等。工業(yè)廢水中的六價鉻嚴(yán)重污染周圍環(huán)境的河流、土壤和地下水源，成為一種主要的水環(huán)境污染物質(zhì)之一，如不進(jìn)行有效處理，將會對環(huán)境造成極大的危害。近年來，隨著納米技術(shù)的迅猛發(fā)展，納米材料的應(yīng)用前景越來越廣闊。實驗研究表明，納米氫氧化鎂(nano-magnesiumhydroxide，NMH)

2、用于含鉻廢水的處理，得到較好的效果，吸附速度快，吸附比高，還可回收利用，可多次用于含鉻廢水的處理。
　　 納米尺度的化學(xué)品具有獨特的特征，這使得納米材料的毒性也表現(xiàn)出其獨特性。近年來，生殖毒性和發(fā)育毒性已日益成為整體毒理學(xué)的重要組成部分。雖然納米材料的生殖毒性和胚胎毒性已有報道，但是NMH對雌性生殖毒性和胚胎毒性的研究較少。本研究分別于小鼠胚胎圍植入期和器官形成期暴露于NMH，觀察其對生殖系統(tǒng)和胎兒生長發(fā)育的毒性作用，研究結(jié)果為

3、NMH吸附劑對孕婦和胎兒安全性評價提供可靠依據(jù)。
　　 研究目的:
　　 建立胚胎圍植入期和器官形成期NMH吸附劑暴露小鼠模型，通過測量孕鼠孕期體重變化、各臟器重量、臟器系數(shù)、以及小鼠身長、尾長及骨化點評價NMH的生殖毒性和胚胎毒性;并通過檢測孕鼠血清降鈣素(calcitonin，CT)、甲狀旁腺素(parathyroidhormone，PTH)和生長激素（growthhormone，GH）的水平，觀察孕鼠胎盤病理結(jié)構(gòu)變

4、化及孕鼠血清和胎盤組織血管內(nèi)皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor，VEGF)、胎盤生長因子（placentagrowthfactor，PLGF）、可溶性血管內(nèi)皮生長因子受體1(sFlt-1)變化，進(jìn)一步探索其毒作用機制，為NMH吸附劑對孕婦和胎兒安全性評價提供可靠依據(jù)。
　　 研究方法:
　　 1.建立胚胎圍植入期和器官形成期暴露小鼠模型
　　 ICR小鼠按雌雄1∶1合籠，次

5、日檢查陰栓，查見陰栓日記為孕第1天(GD1)。實驗分為胚胎圍植入期和胚胎器官形成期兩個暴露模型，每個模型中孕鼠按體重隨機分為NMH、NMH-鉻復(fù)合物(nanocomposite)、重鉻酸鉀（陽性對照）和蒸餾水（陰性對照）4組。胚胎圍植入期暴露模型于GD1-GD10每天灌胃一次;器官形成期暴露模型于GD7-GD16每天灌胃一次。根據(jù)灌胃當(dāng)天孕鼠體重確定灌胃容量，每次灌胃容積為0.1ml/10g體重。暴露劑量為NMH577.4336mg/K

6、g.bw，NMH-鉻復(fù)合物為583.7636mg/Kg.bw，重鉻酸鉀為6.33mg/Kg.bw。GD19終止試驗，稱取宮胚窩重、胎鼠窩重及子宮、卵巢、胎盤、肝臟、脾臟、腎臟和肺臟的重量，并計數(shù)胚胎總數(shù)、活胎數(shù)和死胎數(shù)，低溫保存各臟器標(biāo)本和血清。
　　 2.測量胎鼠發(fā)育指標(biāo)
　　 測量胎鼠身長和尾長;觀察外觀畸形;將1/2胎鼠放入Bouins液固定用作胎鼠內(nèi)臟畸形檢查，另外1/2胎鼠經(jīng)茜素紅染色用于胎鼠骨骼畸形觀察。

7、r>　　 3.測定母鼠血清激素水平
　　 采用酶聯(lián)免疫吸附劑測定法(enzymelinkedimmunosorbentassay，ELISA)測定兩模型各組母鼠血清CT、PTH和GH水平。
　　 4.觀察母鼠胎盤病理改變
　　 分別采用肉眼、光鏡和電鏡觀察母鼠胎盤病理結(jié)構(gòu)改變。
　　 5.測定母鼠血清和胎盤組織中胎盤功能因子水平
　　 采用ELISA方法測定兩模型各組母鼠血清和胎盤組織中VEGF

8、、PLGF和sFlt-1水平。
　　 6.統(tǒng)計分析方法
　　 采用Excel建立數(shù)據(jù)庫，用SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差齊性檢驗:若方差齊，采用單因素方差分析(ONE-WAYANOVA)進(jìn)行F檢驗，同時選擇Dunnett-ttest進(jìn)行處理組與對照組各指標(biāo)均數(shù)之間的比較;若方差不齊，采用非參數(shù)統(tǒng)計方法（Kruskal-WallisH法）。采用兩個獨立樣本t檢驗(Independent-SamplesTT

9、est)進(jìn)行處理組和對照組指標(biāo)均數(shù)比較，雙側(cè)檢驗，檢驗水準(zhǔn)α=0.05。
　　 研究結(jié)果:
　　 1.母體毒性
　　 孕鼠暴露于NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀與陰性對照組比較，孕鼠GD1體重組間差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義;兩個模型各組間孕鼠孕期體重變化趨勢、GD19體重和體重凈增重、母鼠各臟器重量及臟器系數(shù)組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。
　　 2.胚胎毒性
　　 NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀于胚胎圍植

10、入期和器官形成期暴露對小鼠胚胎植入數(shù)未見明顯影響，未見明顯胎鼠外觀畸形、內(nèi)臟畸形及骨骼畸形，未觀察到明顯的致畸效應(yīng)。
　　 兩階段暴露均可導(dǎo)致明顯的胚胎發(fā)育毒性。(1)胚胎圍植入期暴露模型中，NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組胎鼠均重、胎鼠身長和胎鼠尾長較陰性對照顯著降低（P＜0.01），NMH組胎鼠身長顯著降低（P＜0.05）。器官形成期暴露模型中，NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組胎鼠均重和胎鼠身長均顯著低于陰性對照組（P＜0.05

11、），重鉻酸鉀組胎鼠尾長顯著低于陰性對照組(P＜0.01），NMH組胎鼠發(fā)育指標(biāo)未見明顯改變。(2)胚胎圍植入期和器官形成期暴露于NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀，與陰性對照組比較，均可導(dǎo)致胎鼠骨化不全率顯著升高（P＜0.01），尾椎骨骨化點數(shù)顯著降低(P＜0.01）和第二趾骨骨化點數(shù)明顯減少（P＜0.01），少數(shù)胎鼠出現(xiàn)第二指骨骨化不全，肋骨發(fā)育不全，胸骨粘連。
　　 3.對母鼠血清激素含量的影響
　　 胚胎圍植入期暴

12、露NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀3種物質(zhì)，母鼠血清激素CT、PTH和GH水平與對照組比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義;器官形成期暴露后各組母鼠血清PTH水平未見明顯變化，但NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組母鼠血清CT水平和GH水平較對照組均明顯降低（P＜0.01）。
　　 4.對母鼠胎盤結(jié)構(gòu)和功能的影響
　　 肉眼和光鏡觀察母鼠胎盤結(jié)構(gòu)，兩模型各處理組與陰性對照組對比，未見明顯病理改變。電鏡下觀察兩模型NMH組、NMH-鉻復(fù)合

13、物組和重鉻酸鉀組孕鼠胎盤組織均發(fā)現(xiàn)細(xì)胞死亡現(xiàn)象。
　　 胚胎圍植入期暴露于3種物質(zhì)，母鼠血清和胎盤組織中VEGF、PLGF和sFlt-1水平與對照組比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。器官形成期暴露，NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組母鼠血清VEGF水平和PLGF水平與對照組相比顯著降低（P＜0.05），NMH組沒有明顯改變;另外，母鼠胎盤組織中VEGF水平在NMH組、NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組較陰性對照組明顯降低（P＜0.05），PLG

14、F水平在重鉻酸鉀組顯著降低（P＜0.01）;母鼠血清和胎盤組織中sFlt-1水平均未見明顯變化。
　　 結(jié)論:
　　 1.圍植入期和器官形成期暴露于NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀能夠?qū)е绿ナ笊L遲緩、骨化異常。三種物質(zhì)在該暴露劑量下母體毒性作用相對較小，無明顯致畸效應(yīng)。
　　 2.兩模型各暴露組孕鼠胎盤組織結(jié)構(gòu)均發(fā)生病理損傷，這可能是導(dǎo)致胎鼠發(fā)育遲緩和骨化不全的重要機制。
　　 3.器官形成期暴露于N