納米銅對家蠶的生物效應(yīng)及其作用機(jī)制.pdf

1、隨著納米材料的廣泛應(yīng)用，越來越多的納米產(chǎn)品進(jìn)入到人們的生活中，極大的增加了其曝露于人體的機(jī)會。納米銅是一種常用的金屬納米材料，由于其特殊的物理化學(xué)特性，被廣泛的應(yīng)用在各領(lǐng)域。納米銅的廣泛應(yīng)用已引起了人們對其生物安全性的關(guān)注，目前關(guān)于納米銅毒性效應(yīng)的研究較少，其毒性機(jī)制尚不明確，同時(shí)納米銅的毒性試驗(yàn)大都是以成本高、倫理道德爭議多的高級動(dòng)物作為模型動(dòng)物進(jìn)行的，為了解決上述實(shí)驗(yàn)中存在的問題并對納米銅的生物安全性評價(jià)提供理論依據(jù)，尋找一種成本低

2、、爭議少、對納米材料反應(yīng)靈敏的模型動(dòng)物來研究納米銅的生物毒性顯得尤為重要。本研究以五齡家蠶作為模型動(dòng)物，通過第二腹足注射曝露染毒，在200μg/頭劑量下研究納米銅對家蠶的毒性效應(yīng)和作用機(jī)制。實(shí)驗(yàn)主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　1.分別給家蠶注射不同濃度的20 nm CuNPs懸浮液，通過曝露實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得到CuNPs對家蠶的48 h半致死劑量（LD50）為196.05μg/頭，95％可置信區(qū)間為145.85?230.15μg/頭，C

3、uNPs的曝露會抑制家蠶生長，影響家蠶食欲，同時(shí)也會給家蠶體內(nèi)組織帶來一定的損傷，并呈現(xiàn)一定的時(shí)間效應(yīng)和劑量效應(yīng)。
　　2.建立了微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測CuNPs在家蠶各組織含量的方法，實(shí)驗(yàn)過程中 Cu元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，空白組和實(shí)驗(yàn)組中相關(guān)系數(shù)分別為0.99945和0.99969，Cu元素的加標(biāo)回收率在101%?106%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD小于3.22%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CuNPs在進(jìn)入到家蠶體內(nèi)后會

4、引起各組織中Cu元素的含量顯著性的升高（p＜0.05），其中脂肪體、中腸、氣管中Cu元素含量變化比較大，可能是CuNPs的主要靶器官。
　　3.采用石蠟切片技術(shù)、TEM觀測及EDS能譜對家蠶各組織的病理變化和CuNPs的存在形態(tài)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明CuNPs在進(jìn)入到家蠶體內(nèi)后會以原有的納米顆粒狀存在于家蠶各組織中，不但會破壞各組織自身的一些防御屏障對組織產(chǎn)生一些損傷，同時(shí)還會對家蠶各組織細(xì)胞產(chǎn)生一定的毒害。結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入家蠶組織

5、內(nèi)的CuNPs會被一層生物分子所覆蓋，但對于這一覆蓋層的成分組成及相關(guān)的作用機(jī)理還不是很明確，需進(jìn)一步的研究。
　　4.在該曝露劑量下，CuNPs會對家蠶各組織產(chǎn)生一定的氧化損傷，表現(xiàn)為：家蠶各組織中ROS強(qiáng)度顯著提升（p＜0.05），同時(shí)氧化損傷標(biāo)志物脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物 MDA均顯著性提升（p＜0.05），DNA氧化產(chǎn)物8-OHdG水平也明顯升高； CuNPs還會破壞家蠶各組織的抗氧化系統(tǒng)，表現(xiàn)為抗氧化酶SOD和CAT酶活性受到顯著

6、性的抑制；各組織中環(huán)磷酸腺苷（cAMP）表達(dá)量顯著下降（p＜0.05）。
　　5.在該曝露劑量下 CuNPs會對家蠶各組織中細(xì)胞因子的表達(dá)產(chǎn)生一定的影響，破壞家蠶的免疫機(jī)制，并導(dǎo)致一系列的病變：各組織和血淋巴中半胱氨酸蛋白酶抑制劑（CysC）表達(dá)顯著性上調(diào)（p＜0.05）、核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）表達(dá)顯著性上調(diào)（p＜0.05）、免疫球蛋白（Ig）的分泌受到明顯抑制（p＜0.05）、細(xì)胞凋亡因子（Fas）顯著性上調(diào)（p＜0.0