本文關(guān)鍵詞：納米氧化鈦對小鼠肝和脾損傷的分子及免疫機制　出處：《蘇州大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：納米氧化鈦(TiO_2),作為一種新型的無機化工材料,由于其具有高穩(wěn)定性,耐腐蝕和高效光催化活性的特性,而被廣泛在涂料、化妝品、醫(yī)藥、食品、牙膏、造紙、污水處理和空氣凈化等中應(yīng)用。其小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等導(dǎo)致納米微粒的一些特性不同于常規(guī)粒子,使其可通過呼吸道、表皮、消化道等多種途徑進入人體,在體內(nèi)某些特定部位富集,對人體造成一定的潛在危害。因此,納米TiO_2對人類和環(huán)境的影響已引起人們的高度關(guān)注,并已開展多年的毒性研究,但對其產(chǎn)生體內(nèi)毒性的作用機制尚未全面深入,尤其是對肝和脾損傷的分子機制。鑒于此,本論文以不同劑量的納米TiO_2(銳鈦型,5 nm)灌胃處理ICR小鼠,對其引起肝和脾毒性效應(yīng)及作用機制進行了研究。另外,本論文在體外研究了納米TiO_2對乳酸脫氫酶(LDH)活性和結(jié)構(gòu)的影響,以期進一步了解納米TiO_2引起肝功能損傷的分子機制。本研究可為納米材料的安全評估提供重要的理論依據(jù)。 論文主要涉及以下內(nèi)容: (1)用納米TiO_2連續(xù)灌胃處理小鼠30天后,觀察了肝組織的病理學(xué)變化,分析了肝功能血清生化指標和血液學(xué)指標等。結(jié)果表明納米TiO_2處理30天后可導(dǎo)致小鼠肝體比增加和肝細胞的結(jié)構(gòu)大面積模糊,組織淤血等病變,引起谷丙轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、乳酸脫氫酶、膽堿酯酶活性、總蛋白、甘油三酯和總膽固醇明顯增加,而白蛋白和球蛋白的比例、總膽紅素卻下降,顯示肝功能破壞;血液學(xué)分析表明納米TiO_2處理后引起白細胞、紅細胞、血小板、網(wǎng)織紅細胞、T淋巴細胞亞群(CD3+、CD4+、CD8+)、自然殺傷細胞、B淋巴細胞數(shù)量、血紅蛋白、平均血紅蛋白濃度以及CD4與CD8比率等下降,而平均紅細胞體積、平均紅細胞血紅蛋白、紅細胞分布寬度、血小板壓積、紅細胞壓積、血小板平均體積等明顯增加,表明凝血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)破壞;納米TiO_2處理也可抑制抗炎細胞因子白細胞介素-2的表達,促進NO的釋放。提示納米TiO_2對小鼠肝臟的損傷與凝血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)的損傷密切相關(guān)。然而,低劑量的納米TiO_2對小鼠的凝血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)影響不大。 (2)用納米TiO_2連續(xù)灌胃小鼠45天后,觀察脾組織的病理學(xué)變化,檢測小鼠脾臟的氧化應(yīng)激及其上游因子(如p38、JNK、NF-κB和Nrf-2),凋亡因子的基因及蛋白表達水平,探討了納米TiO_2對脾臟損傷的氧化應(yīng)激機制及細胞凋亡機制。結(jié)果表明,納米TiO_2在小鼠脾臟積累,導(dǎo)致脾組織淤血、淋巴結(jié)增生和脾細胞凋亡。納米TiO_2可顯著增加p38、JNK、NF-κB、Nrf-2和HO-1的基因和蛋白表達,引起活性氧自由基大量積累,加劇脾組織脂質(zhì)過氧化,提示納米TiO_2引起的氧化應(yīng)激是通過p38-Nrf-2介導(dǎo)的信號通路。同時納米TiO_2可有效地激活caspase-3和-9,增加Bax、Cytc的基因及其蛋白的表達水平,降低Bcl-2的基因和蛋白質(zhì)表達水平,而caspase-8表達水平變化不顯著,證實納米TiO_2誘導(dǎo)小鼠脾細胞的凋亡途徑是通過線粒體介導(dǎo)的通路。 (3)通過各種光譜學(xué)手段,研究了納米TiO_2與乳酸脫氫酶結(jié)構(gòu)-功能的作用關(guān)系。結(jié)果表明在一定濃度范圍內(nèi)納米TiO_2對LDH有較高的親合力并有顯著的激活作用,高濃度納米TiO_2對LDH親合力下降甚至對LDH活性有抑制作用。光譜學(xué)分析證實納米TiO_2優(yōu)先與LDH中色氨酸和酪氨酸殘基上的氮或氧發(fā)生鍵合作用,隨后再與LDH肽鏈上半胱氨酸上的硫原子發(fā)生鍵合作用,并進而導(dǎo)致LDH的生色團疏水性增強和半胱氨酸殘基微環(huán)境極性增強,LDH構(gòu)象改變,并且誘導(dǎo)LDH去折疊。表明納米TiO_2處理引起LDH活性的變化與其結(jié)合后引起的結(jié)構(gòu)變化有密切關(guān)系。通過熒光法計算出納米TiO_2與LDH的結(jié)合常數(shù)分別為1.77×108 L?mol-1(高親和力位點)和2.15×107 L?mol-1(低親和力位點)、飽和結(jié)合位點數(shù)為0.12;結(jié)合距離r=4.18 nm。
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【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：R392.1

【參考文獻】

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本文編號：1348700