長期低劑量納米二氧化鈦暴露誘導小鼠肝損傷的分子機制.pdf

1、近十年，由于納米技術的極速發(fā)展，越來越多的納米材料被開發(fā)與利用，繼而用于生產(chǎn)并深入到人們生活的方方面面。納米二氧化鈦（TiO2）直徑于100 nm以下，外觀為白色的疏松粉末。具有抗紫外線（UV）、抗菌、自潔凈和抗老化性能，現(xiàn)可用于化妝品、食品、功能纖維、塑料、油墨、涂料、油漆、精細陶瓷等各個領域。正是由于納米 TiO2廣泛的應用，其對人體以及環(huán)境的危害關注度也隨之日益加大。動物實驗發(fā)現(xiàn)，納米 TiO2可以通過呼吸吸入、口腔攝入甚至是皮膚

2、滲透等多種轉(zhuǎn)運途徑進入到機體內(nèi)部，再經(jīng)過循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運至機體的各個器官并在此沉積，對機體產(chǎn)生毒性效應。目前，國內(nèi)外對納米 TiO2導致小鼠肝功能損傷的分子機制的了解仍很有限。因此，本學位論文通過納米TiO2（銳鈦型5 nm）對小鼠進行灌胃處理來研究長時間、低劑量的納米 TiO2對小鼠肝臟的影響，通過引發(fā)的體重、器體比和病理學現(xiàn)象以及生化指標、蛋白表達的變化探討其對肝臟毒性的機制。本學位論文可為人類進一步安全、有效地使用納米材料提供重要的實

3、驗依據(jù)。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下所述：
　　（1）本文通過三種不同的納米TiO2劑量（2.5、5、10 mg/kg BW）持續(xù)對小鼠進行為期6個月的灌胃處理，詳細研究了納米TiO2對小鼠肝臟慢性損傷的機制。實驗結果顯示，經(jīng)過納米 TiO2處理的小鼠的體重顯著下降，而小鼠的肝臟系數(shù)顯著增加（肝腫大）。與此同時，觀察小鼠肝臟的病理切片，發(fā)現(xiàn)實驗組小鼠表現(xiàn)出了嚴重的病變，如炎性細胞浸潤、血管擴張、充血、肝組織縫隙擴大以及肝細胞

4、漸進性壞死等。并且通過透射電鏡（TEM）的觀察，肝細胞的超微結構表現(xiàn)出了明顯的凋亡現(xiàn)象，其中包括嚴重的線粒體腫脹、核膜崩解和染色質(zhì)邊緣化。此外，在實驗組肝細胞的細胞質(zhì)、線粒體和核膜中觀察到了黑色的顆粒聚集體。這也證明了納米 TiO2會在肝細胞中沉積。并且隨著納米 TiO2劑量的升高，谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、堿性磷酸酶（ALP）和乳酸脫氫酶（LDH）的表達水平也逐漸上升。這充分說明了長期的低劑量納米TiO2暴露

5、也將會導致肝功能的損傷。本研究發(fā)現(xiàn)暴露于納米TiO2的小鼠其肝組織輔助性T細胞（Th2）型細胞因子白介素（IL-4）、IL-5和Th1型細胞因子IL-12的表達具有一個劑量依賴性的增加。與此相關聯(lián)的IL-4和IL-12靶基因，包括分泌干擾素（IFN）-γ、GATA3、GATA4、T-bet、信號轉(zhuǎn)錄因子及轉(zhuǎn)錄激活銀子（STAT）3、STAT6、趨化因子、單核細胞趨化因子（MCP）-1和巨噬細胞炎癥蛋白（MIP）-2都顯著上調(diào)，而STAT

6、1呈現(xiàn)出顯著下調(diào)的趨勢。這些結果顯示，納米TiO2誘導產(chǎn)生的肝毒性與IL-4介導的通路激活有密切關系，也說明了Th2型細胞可能參與了小鼠肝臟損傷。
　?。?）通過使用低劑量的納米TiO2（2.5、5、10 mg/kg BW）對小鼠進行灌胃處理，為時90天。用以研究 JAK-STAT通路可能參與納米TiO2暴露引起的小鼠肝臟損傷機制。發(fā)現(xiàn)隨著納米TiO2劑量的增加，肝組織中環(huán)氧酶（COX）、中性粒細胞明膠相關脂質(zhì)運載蛋白（NGAL）

7、和上皮中性粒細胞激活蛋白（ENA）-78的表達水平分別逐漸增加，而過氧化物酶增殖物激活受體（PPAR）-γ和過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子（PGC）-1的表達水平分別逐漸降低。內(nèi)皮素（ET）-1和嘌呤(P2X)受體P2X7在TiO2實驗組中都沒有顯著的差異；JAK2、STAT3和IL-6的表達與其對照組相比，低、中、高三個劑量分別增加了2.19％、20.46%和32.7%;195.52%、335.72%和348.19%;61.6