發(fā)布時間：2018-01-25 13:02

  本文關(guān)鍵詞： 原始態(tài)人工納米材料 水環(huán)境過程 免疫毒性 納米二氧化釩 氧化石墨烯　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：人工納米材料廣泛應(yīng)用的同時會對環(huán)境中的生命有機(jī)體產(chǎn)生風(fēng)險效應(yīng)。目前已有很多碳納米材料及金屬和金屬氧化物納米材料(諸如納米銀、納米二氧化鈦等)的生物學(xué)效應(yīng)被報道。然而,這些報道幾乎都是基于原始態(tài)的納米材料的生物學(xué)效應(yīng),極少考慮到環(huán)境暴露(尤其是當(dāng)納米材料進(jìn)入水環(huán)境中)對納米材料賦存狀態(tài)(物理化學(xué)性質(zhì))的影響及后續(xù)生物學(xué)效應(yīng)的變化。很多研究已經(jīng)表明納米材料負(fù)面(毒性)效應(yīng)的產(chǎn)生除與其尺寸效應(yīng)相關(guān),其表面電荷等物理化學(xué)特性對其毒性也有重要影響。所以,納米材料在環(huán)境中賦存狀態(tài)的變化很可能會導(dǎo)致其生物學(xué)效應(yīng)的某種改變。因此,關(guān)注納米材料進(jìn)入環(huán)境(尤其是水環(huán)境),其賦存狀態(tài)的變化而產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)更具有實(shí)際研究意義。 近幾年,納米材料對于免疫系統(tǒng)的毒性受到研究者越來越多的重視。免疫系統(tǒng)的職責(zé)是通過識別自我和非我,抵御外界侵染從而達(dá)到保護(hù)自己的目的。因此,納米材料對免疫細(xì)胞和免疫系統(tǒng)造成的影響可以直接表明其對于有機(jī)生命體的周身穩(wěn)態(tài)及在抵御外界入侵中的重要調(diào)控作用,而這些調(diào)控作用的起始和發(fā)展過程也將是未來研究的重要方向。 在本論文相關(guān)的研究項(xiàng)目中,我們圍繞上述兩方面展開了相關(guān)研究。 首先,我們研究了納米二氧化釩的在水環(huán)境中的轉(zhuǎn)化及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物對巨噬細(xì)胞的影響。 當(dāng)發(fā)生相轉(zhuǎn)換的時候,納米二氧化釩(nano-vanadium dioxide簡寫為nano-VO2或nVO2)隨之產(chǎn)生的熱致變色及其它的物理化學(xué)特性變化使其廣泛應(yīng)用于電子、光學(xué)器件,以及智能窗的研發(fā)中。之前的研究人員對于含釩元素的離子和化合物的生物學(xué)效應(yīng)有很多報道,但是研究者們并不了解納米級的二氧化釩是否也有一些獨(dú)特的生物學(xué)效應(yīng)。通過短期細(xì)胞暴露,我們研究了納米二氧化釩對哺乳動物細(xì)胞的毒性效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),納米二氧化釩在酸性的水環(huán)境中容易發(fā)生化學(xué)變化,產(chǎn)生更大的絮狀的聚集顆粒；這種酸性水中轉(zhuǎn)化產(chǎn)物會對巨噬細(xì)胞產(chǎn)生特異性的毒性效應(yīng)；進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),該納米二氧化釩的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可導(dǎo)致細(xì)胞中鈣流的發(fā)生及鈣離子濃度的上升及后續(xù)線粒體膜通透的產(chǎn)生；此外,在對細(xì)胞系的短時程暴露期間(6到12小時),我們發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞的溶酶體功能受損并發(fā)生溶酶體膜通透。上述結(jié)果顯示納米二氧化釩在酸性水中的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可通過導(dǎo)致溶酶體膜通透和鈣流產(chǎn)生從而導(dǎo)致巨噬細(xì)胞迅速死亡。 其次,我們開展了原始態(tài)石墨烯和其氧化衍生物氧化石墨烯對原代B細(xì)胞和漿細(xì)胞的免疫毒性研究。 由于具有大量功能基團(tuán)及良好的生物相容性,氧化石墨烯具有廣泛的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景,已有很多研究顯示,氧化石墨烯能夠誘導(dǎo)多種免疫細(xì)胞的激活和影響免疫系統(tǒng)的調(diào)控過程。在此,我們研究了氧化石墨烯對B細(xì)胞和體液免疫的影響,并比較石墨烯和氧化石墨烯在這方面生物學(xué)效應(yīng)中的差異。我們的研究發(fā)現(xiàn),氧化石墨烯并不能對B細(xì)胞導(dǎo)致如同對巨噬細(xì)胞那樣的急性毒性,但是它能夠調(diào)控B細(xì)胞表型的變化,導(dǎo)致一些共刺激分子(諸如CD80、CD86,尤其是CD40)的上調(diào)；同時,經(jīng)典的和非經(jīng)典的抗原提呈分子的膜表達(dá)也受到影響；此外,在體外暴露實(shí)驗(yàn)中,我們對終末分化的免疫球蛋白分泌細(xì)胞——漿細(xì)胞進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),氧化石墨烯能導(dǎo)致漿細(xì)胞免疫球蛋白分泌減少并誘導(dǎo)更加嚴(yán)重的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激產(chǎn)生,并提示這是由于免疫球蛋白阻滯于細(xì)胞內(nèi)引起的。上述結(jié)果顯示氧化石墨烯對原代B細(xì)胞和在體液免疫中具有重要地位的漿細(xì)胞都有影響。 我們的研究結(jié)果從兩個重要角度顯示了人工納米材料的物理化學(xué)性質(zhì)對其負(fù)面生物學(xué)效應(yīng)的重要性。
[Abstract]:The biological effects of nano - materials ( such as nano - silver , nano - titanium dioxide , etc . ) have been reported . However , these reports are almost based on the biological effects of nano - materials such as nano - silver and nano - titanium dioxide . In recent years , the toxicity of nano - materials to the immune system has been paid more and more attention by researchers . The responsibility of the immune system is to protect themselves by recognizing self - and non - ego . Therefore , the effects of nano - materials on immune cells and immune systems can directly indicate their important role in protecting the homeostasis of the organism and resisting external invasion , and the initiation and development of these regulatory effects will also be the important direction of future research . In the research project related to this paper , we have carried out the relevant research around the above two aspects . First , we studied the transformation of vanadium dioxide in water environment and its effect on macrophages . Nano - vanadium dioxide is widely used in the research and development of electron , optical devices and intelligent windows . The results show that the transformation products of nano - vanadium dioxide in acidic water can lead to the rapid death of macrophages by causing lysosomal membrane permeability and calcium flow . Secondly , we conducted the study on the toxicity of graphene and its oxidized graphene oxide to primary B cells and plasma cells . It has been shown that graphene oxide can induce the activation of various immune cells and the regulation of immune system . Our results show the importance of the physical and chemical properties of artificial nanomaterials to their negative biological effects from two important angles .

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 Sirikamon Saengmee-anupharb;Toemsak Srikhirin;Boonyanit Thaweboon;Sroisiri Thaweboon;Taweechai Amornsakchai;Surachai Dechkunakorn;Theeralaksna Suddhasthira;;Antimicrobial effects of silver zeolite,silver zirconium phosphate silicate and silver zirconium phosphate against oral microorganisms[J];Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine;2013年01期

2 Tao Yu;Chengying Gao;Jiandong Ye;Ming Zhang;;Synthesis and Characterization of a Novel Silver-Substituted Calcium Phosphate Cement[J];Journal of Materials Science & Technology;2014年07期

3 王藝峰;郭雪成;王燕梅;韓梅;耿增華;郭萌萌;王霞;;生物酶修飾的明膠/納米銀復(fù)合生物材料[J];高分子學(xué)報;2014年11期

4 萬和荷;劉麗麗;侯勇;張國梁;;PD-1/PD-L1信號通路與慢性乙型肝炎[J];實(shí)用肝臟病雜志;2014年06期

5 安靜;郭桂真;羅青枝;王德松;;石墨烯和石墨烯基納米復(fù)合材料的制備及在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報;2015年03期

6 申紅玉;杭雙熊;童學(xué)成;曹琪;朱珉之;;抗病毒治療對慢性HBV感染者外周血中PD-1和PD-L1的影響及其與血清HBV-DNA的關(guān)系[J];廣東醫(yī)學(xué);2015年06期

7 湯建新;董林利;蘇偉;王霜霜;許利劍;;聚乙烯亞胺包埋無色納米銀抗菌劑制備及協(xié)同抗菌效果研究[J];功能材料;2015年14期

8 Niki Karachaliou;Maria Gonzalez Cao;Cristina Teixidó;Santiago Viteri;Daniela Morales-Espinosa;Mariacarmela Santarpia;Rafael Rosell;;Understanding the function and dysfunction of the immune system in lung cancer: the role of immune checkpoints[J];Cancer Biology & Medicine;2015年02期

9 袁學(xué)謙;朱太卿;張莉峰;王慧貞;王煥榮;王愛麗;肖悠美;;Guillain-Barre綜合征患者B淋巴細(xì)胞輔助受體CD21表達(dá)研究[J];中國實(shí)用神經(jīng)疾病雜志;2014年01期

10 賀理宇;劉虹;彭佑銘;;IgA腎病免疫機(jī)制與治療靶點(diǎn)研究進(jìn)展[J];中南大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版);2014年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 羅小芳;白藜蘆醇對Pristane誘導(dǎo)狼瘡鼠B淋巴細(xì)胞作用及其機(jī)制研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2013年

2 付國強(qiáng);C57BL6－PD-1基因敲除小鼠心房重構(gòu)及干預(yù)研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2013年

3 許曉娟;NLGN3和NLGN4X與中國人群兒童孤獨(dú)癥的相關(guān)性研究[D];中南大學(xué);2013年

4 顧炎;腫瘤馴化的B淋巴細(xì)胞通過分泌病理性抗體促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移及其相關(guān)機(jī)制研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2013年

5 侯樂干;醫(yī)用多孔鈦基金屬材料制備及性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

6 茆勇;負(fù)性共刺激分子B7-H1、B7-H3、B7-H4在結(jié)直腸癌演變過程中的表達(dá)規(guī)律及臨床意義[D];蘇州大學(xué);2013年

7 葛興芳;圈養(yǎng)普氏野馬幼體發(fā)育及母幼生理參數(shù)的非損傷性研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2013年

8 周建波;VTCN1基因在膀胱癌發(fā)生發(fā)展中作用及機(jī)制研究[D];武漢大學(xué);2014年

9 王振欣;Tim-3在胃癌免疫細(xì)胞上表達(dá)的臨床意義和生物學(xué)功能的初步研究[D];蘇州大學(xué);2014年

10 趙毅;CD40在潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)病機(jī)制中作用的實(shí)驗(yàn)研究[D];蘇州大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 朱洋洋;表達(dá)嵌合抗原受體Jurkat細(xì)胞株的篩選及功能研究[D];浙江理工大學(xué);2013年

2 林曉華;新型復(fù)合生物抗菌敷料抗菌性能、吸濕能力及生物相容性研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2013年

3 呂自明;重組人腫瘤壞死因子α影響人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞活性及PD-L1蛋白表達(dá)的研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2013年

4 常玲;磷酸鐵鋰及（鈰、錫）氧化物/石墨烯復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能[D];浙江師范大學(xué);2013年

5 曾永發(fā);添加載銀納米二氧化鈦光亮漆體外細(xì)胞毒性及其抗菌性的實(shí)驗(yàn)研究[D];南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)院;2013年

6 張賢華;Src激酶抑制劑PP2抑制顱內(nèi)動脈瘤形成的初步研究[D];南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)院;2013年

7 劉瑞;鴨細(xì)胞因子克隆表達(dá)及ELISA檢測方法的建立[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

8 王越;病毒及質(zhì)粒DNA刺激后小鼠肌細(xì)胞內(nèi)IFN-β與PD-L1的表達(dá)情況[D];河北醫(yī)科大學(xué);2014年

9 宋華峰;負(fù)性共刺激分子BTLA/HVEM在慢性乙肝患者外周血T細(xì)胞上的表達(dá)特性及其臨床意義[D];蘇州大學(xué);2014年

10 李建;石墨烯類材料修飾毛細(xì)管柱的制備及應(yīng)用研究[D];首都師范大學(xué);2014年

，

本文編號：1462909