本文關(guān)鍵詞：給藥硝酸鐠后大鼠尿液和血清的核磁共振代謝組學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院》 2008年

納米銅肝腎毒性及其機(jī)制研究

雷榮輝  

【摘要】： 納米銅在工業(yè)領(lǐng)域和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景,但毒理學(xué)資料甚少。本課題結(jié)合體內(nèi)、外試驗(yàn)方法從細(xì)胞和整體水平探討納米銅的生物學(xué)效應(yīng)(毒性)。目的在于揭示納米銅的潛在靶器官、毒效應(yīng)特征、識(shí)別毒性相關(guān)生物標(biāo)志物,探討毒性機(jī)制,為納米銅的安全性評(píng)價(jià)、毒性監(jiān)測(cè)及干預(yù)提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下: 納米銅和微米銅粒子的原始尺寸及分布分別為25nm (5~60nm)和17μm (0.5~38μm),純度不低于99.9%。與微米銅相比,納米銅在溶液中具有較高的離子化傾向。其中與人工胃液作用2 h,納米銅和微米銅的溶解率分別為2.1%和0.67%;采用完全培養(yǎng)基和1% HPMC新鮮分散的納米銅懸浮液中納米銅的離子轉(zhuǎn)化率分別為27.01%和0.014%;40,100μg/ml納米銅培養(yǎng)基懸浮液在培養(yǎng)環(huán)境下孵育24 h,納米銅粒子可全部轉(zhuǎn)化為銅離子;HepG2細(xì)胞不直接攝取納米銅粒子。 納米銅誘導(dǎo)的細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化特征分別為:HepG2細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)大小不等的空泡,線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及細(xì)胞核損害明顯,嚴(yán)重者表現(xiàn)為多數(shù)細(xì)胞器消失;HK-2逐漸變圓,黏附性變差、脫落死亡;兩種細(xì)胞的形態(tài)學(xué)變化均具有明顯的劑量和時(shí)間依賴性。納米銅可以劑量依賴性方式誘導(dǎo)兩種細(xì)胞活力下降,作用24h對(duì)HepG2和HK-2細(xì)胞的IC50值分別為35.2和41.3μg/ml;相同摩爾濃度的納米銅與氯化銅對(duì)HepG2或HK-2細(xì)胞活力抑制無(wú)差異;一價(jià)銅離子特異性螯合劑BCS可抑制納米銅或氯化銅誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性。 納米銅可以劑量依賴性的方式誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡,并且在此過(guò)程伴隨線粒體膜電位降低和細(xì)胞內(nèi)活性氧升高,后者可進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞的脂質(zhì)過(guò)氧化損害;納米銅與細(xì)胞作用可引起負(fù)責(zé)細(xì)胞銅離子攝取、細(xì)胞內(nèi)游離銅的螯合及銅的伴侶分子Ctr1、MT1X、MT2A、Atox和Cox17的mRNA表達(dá)水平出現(xiàn)不同程度上調(diào),細(xì)胞內(nèi)金屬硫蛋白表達(dá)增強(qiáng)。 大鼠納米銅急性或亞急性經(jīng)口毒性表現(xiàn)相一致,主要包括腹瀉、食欲減退、體重明顯下降、嚴(yán)重者伴有步態(tài)不穩(wěn),震顫及角弓反張;大鼠納米銅急性經(jīng)口毒性的LD50值及95%置信區(qū)間分別為834.3(790~930)mg/kg,微米銅的LD50值2000 mg/kg;肝臟和腎臟是納米銅的主要作用靶器官。 納米銅經(jīng)口反復(fù)染毒5d可致大鼠肝、腎結(jié)構(gòu)和功能損害,其中以200 mg/kg/d最為明顯,可導(dǎo)致大鼠血清ALT、AST、TP、TG、TBILI、TBA、BUN和CREA水平明顯升高,ALP和TCHO水平明顯降低;肝細(xì)胞呈點(diǎn)狀或小灶性壞死;腎皮質(zhì)和皮髓交界部位小管損害明顯,腎小管上皮細(xì)胞廣泛變性壞死,管腔內(nèi)可見橘紅色結(jié)晶異物沉積;脾臟被膜萎縮,白髓減少。染毒結(jié)束一周,肝腎損害未完全恢復(fù)正常。50,100 mg/kg/d組,大鼠血清TCHOL和TG明顯升高,腎近曲小管上皮細(xì)胞輕度腫脹,損害程度明顯較高劑量組輕。微米銅200 mg/kg/d組,大鼠血清生化指標(biāo)未見明顯異常,部分大鼠腎近曲小管上皮細(xì)胞呈輕度腫脹。 大鼠的血清、尿液、肝臟和腎臟組織萃取成分的代謝組學(xué)分析表明:納米銅200 mg/kg/d可誘導(dǎo)大鼠血清醋酸鹽,氮氧三甲胺,肌酐,飽和脂肪酸(CH2)n,CH2CH2*CO,CH2CO和不飽和脂肪酸C=CCH2C=C,CH=CH,磷脂CH2OPO2-,CH2OCOR水平升高,血糖降低;肝組織中肌酐升高,谷氨酰胺和牛磺酸降低;腎組織中乳酸升高,�；撬岷吞墙档�;肝腎組織中甘油三酯類CH3–(CH2)n、(CH2)n和C=CCH2C=C均升高。納米銅200 mg/kg/d染毒早期,可誘導(dǎo)大鼠尿液中檸檬酸和α-酮戊二酸降低;染毒5d,可導(dǎo)致大鼠尿液中檸檬酸、α-酮戊二酸、乳酸、醋酸鹽、N-氧三甲胺、糖和氨基酸水平升高和肌酐明顯降低,提示出現(xiàn)典型的急性腎小管壞死和腎小球?yàn)V過(guò)功能降低。納米銅200 mg/kg/d染毒大鼠尿液的時(shí)效軌跡分析表明,D5~6損傷最為嚴(yán)重,恢復(fù)期醋酸鹽、N-氧三甲胺、檸檬酸和肌酐可作為監(jiān)測(cè)指標(biāo)。 此外,納米銅可以劑量依賴性方式誘導(dǎo)大鼠血清及肝腎組織中甘油三酯類成分升高。綜上可知,納米銅為中等毒材料,肝臟和腎臟是納米銅的主要作用靶器官;大鼠納米銅短期反復(fù)經(jīng)口染毒5d,50 mg/kg/d接近最低觀察到有害效應(yīng)水平;相同質(zhì)量濃度下,納米銅的毒性明顯高于微米銅,小尺寸、大比表面積和高表面活性是納米銅發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的重要基礎(chǔ),轉(zhuǎn)化為銅離子是納米銅誘導(dǎo)毒性的重要方式,銅離子螯合劑可用于納米銅的中毒治療;納米銅誘導(dǎo)的肝腎損傷可能與細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷、脂類代謝紊亂、能量代謝紊亂、線粒體結(jié)構(gòu)和功能受損有關(guān);尿液中檸檬酸、α-酮戊二酸降低、血清甘油三酯升高可作為納米銅誘導(dǎo)肝腎損害的NMR標(biāo)志物。代謝組學(xué)技術(shù)可作為納米粒子在體毒性研究的重要手段,可快速評(píng)價(jià)機(jī)體生化成分變化,識(shí)別潛在的生物標(biāo)志物;生物持久性不同是納米銅在體內(nèi)、外試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械闹匾獏^(qū)別之一,應(yīng)依據(jù)研究目的恰當(dāng)選擇體內(nèi)、外試驗(yàn)方法。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TB383.1
【目錄】：

縮略詞表5-7

中文摘要7-10

英文摘要10-14

前言14-29

參考文獻(xiàn)23-29

第一章 納米銅與微米銅的表征及毒性比較29-42

第一節(jié) 納米銅與微米銅的表征比較29-35

材料與方法30-31

結(jié)果31-35

第二節(jié) 納米銅和微米銅的一般毒性比較35-41

材料和方法35-36

結(jié)果36-41

討論41

參考文獻(xiàn)41-42

第二章 納米銅對(duì)體外培養(yǎng)HK-2 和HepG2 細(xì)胞毒性及其機(jī)制研究42-70

材料和方法43-50

結(jié)果50-64

討論64-67

參考文獻(xiàn)67-70

第三章 ~1H NMR 技術(shù)研究納米銅致大鼠內(nèi)源性代謝物的變化70-104

材料與方法72-77

結(jié)果77-95

討論95-99

參考文獻(xiàn)99-104

結(jié)論104-105

致謝105-107

攻讀學(xué)位期間發(fā)表及撰寫的主要學(xué)術(shù)論文目錄107

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【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 楊保華;利用基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究納米銅的肝、腎毒性及作用機(jī)制[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2010年

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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【共引文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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9 胡云;Bridgman對(duì)頂砧的加壓性能及快壓制備高密度納米硒塊體材料的研究[D];西南交通大學(xué);2010年

10 馮一秦;柱撐處理對(duì)蒙脫石納米微粒吸附霉菌毒素的影響研究[D];浙江大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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【同被引文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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【二級(jí)引證文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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【相似文獻(xiàn)】

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5 張述林;李敏嬌;李志源;熊苗;;吐溫和十二烷基硫酸鈉復(fù)配修飾制備納米銅研究[J];寧波化工;2009年03期

6 李麗萍;張海燕;林錦;龐晉山;賀春華;寧鋅;;碳包覆納米銅粒子的制備及抗氧化性能[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2010年09期

7 張念椿;劉彬云;王恒義;;全印制電路技術(shù)導(dǎo)電油墨的新型材料納米銅制備[J];材料研究與應(yīng)用;2010年04期

8 孟靈靈;魏取福;黃新民;;基底結(jié)構(gòu)對(duì)納米銅膜光電性能影響[J];功能材料;2013年06期

9 王文;楊柯利;劉全生;智科端;;納米銅粒子制備及二次穩(wěn)定的研究[J];化學(xué)通報(bào);2013年06期

10 楊珍;陸穎;董延茂;;含納米銅添加劑的汽油機(jī)油行車試驗(yàn)研究[J];化工新型材料;2013年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 廖明陽(yáng);楊保華;吳純啟;丁日高;;利用毒理基因組學(xué)技術(shù)研究納米銅的腎臟毒性機(jī)制[A];2010年中國(guó)藥學(xué)大會(huì)暨第十屆中國(guó)藥師周論文集[C];2010年

2 楊保華;雷榮輝;吳純啟;廖明陽(yáng);;納米銅體外的細(xì)胞毒性[A];2007年全國(guó)藥物毒理學(xué)會(huì)議論文集[C];2007年

3 張念椿;劉彬云;王恒義;;全印制電路技術(shù)導(dǎo)電油墨的新型材料納米銅制備[A];低碳技術(shù)與材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2010年

4 丁新更;楊輝;吳麗雄;;納米銅顆粒的制備[A];全國(guó)第三屆溶膠—凝膠科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2004年

5 詹樹林;丁新更;吳麗雄;;納米銅-銀復(fù)合導(dǎo)電顆粒的制備研究[A];全國(guó)第三屆溶膠—凝膠科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2004年

6 王立峰;胡海巖;;納米銅線的動(dòng)力屈曲[A];第七屆全國(guó)非線性動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議和第九屆全國(guó)非線性振動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

7 王彥妮;張志琨;;聚乙炔在納米銅粒子表面的生長(zhǎng)方式[A];第二屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1995年

8 歐雪梅;葛長(zhǎng)路;佟雪峰;汪劍;;納米銅添加劑對(duì)潤(rùn)滑油摩擦學(xué)性能的影響[A];第二屆全國(guó)工業(yè)摩擦學(xué)大會(huì)暨第七屆全國(guó)青年摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議會(huì)議論文集[C];2004年

9 于鶴龍;許一;史佩京;張偉;徐濱士;;分散工藝對(duì)納米銅顆粒摩擦學(xué)性能的影響[A];第六屆全國(guó)表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議暨首屆青年表面工程學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2006年

10 于鶴龍;許一;史佩京;張偉;徐濱士;;分散工藝對(duì)納米銅顆粒摩擦學(xué)性能的影響[A];第六屆全國(guó)表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 興棨;[N];電子資訊時(shí)報(bào);2003年

2 本報(bào)記者 李紅;[N];科技日?qǐng)?bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 雷榮輝;納米銅肝腎毒性及其機(jī)制研究[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2008年

2 文瑾;表面修飾納米銅顆粒的制備及其摩擦學(xué)性能研究[D];中南大學(xué);2011年

3 廖明陽(yáng);納米銅和微米銅的毒性比較研究[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2013年

4 劉先黎;電刷鍍大塊納米銅的制備及力學(xué)性能研究[D];吉林大學(xué);2006年

5 張會(huì)平;納米銅及氧化（亞）銅薄膜的微觀結(jié)構(gòu)及性能[D];吉林大學(xué);2007年

6 楊保華;利用基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究納米銅的肝、腎毒性及作用機(jī)制[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2010年

7 孟靈靈;滌綸基布表面磁控濺射納米銅膜及性能研究[D];江南大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 彭忠瑞;納米銅/低密度聚乙烯復(fù)合材料的溶液混合法制備及其性能研究[D];華中科技大學(xué);2012年

2 李朝陽(yáng);納米銅對(duì)豬腎細(xì)胞線粒體凋亡途徑的影響[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

3 梁森;納米銅的制備及性能研究[D];河北大學(xué);2013年

4 周新豐;納米銅催化α，β-不飽和酮β-硼酯化及其產(chǎn)物原位脫硼反應(yīng)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

5 高旭瑞;納米銅的制備及其摩擦學(xué)性能研究[D];河南科技大學(xué);2011年

6 胡昕明;電刷鍍納米銅的制備及室溫拉伸性能研究[D];吉林大學(xué);2006年

7 杜艷;納米銅制備與光吸收性能研究[D];吉林大學(xué);2014年

8 郭富;用于印刷電子技術(shù)的納米銅墨水及其復(fù)合材料的制備[D];天津理工大學(xué);2014年

9 劉瀟瀟;納米銅及銅銀雙金屬?gòu)?fù)合粉的制備[D];北京化工大學(xué);2007年

10 聶昆深;納米銅導(dǎo)電墨水的研制[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：給藥硝酸鐠后大鼠尿液和血清的核磁共振代謝組學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：247996