本文關(guān)鍵詞：納米二氧化鈦對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)毒性的研究

  更多相關(guān)文章： 納米二氧化鈦 神經(jīng)系統(tǒng) 心血管系統(tǒng) 氧化應(yīng)激 炎癥反應(yīng)

【摘要】：納米材料以其獨(dú)特的性質(zhì)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,其生物安全性也受到了關(guān)注。近年來流行病學(xué)格外關(guān)注納米材料引起的心血管系統(tǒng)毒性方面的研究,但是對(duì)納米二氧化鈦(Nano-titanium dioxide, nano-TiO_2)經(jīng)皮膚的長(zhǎng)期暴露對(duì)心血管毒性和神經(jīng)毒性的研究報(bào)道還很少。本課題采用體內(nèi)和體外兩種實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,對(duì)納米二氧化鈦的心血管毒性和神經(jīng)毒性進(jìn)行了探討。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)以6周齡雌性BALB/c小鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,染毒濃度分別為0,4,20,100,500 mg/kg/d,小鼠經(jīng)皮膚暴露后,將小鼠腦組織制成切片進(jìn)行病理學(xué)觀察,測(cè)定腦組織氧化損傷指標(biāo)：活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS),谷胱甘肽(Glutathione, GSH)和丙二醛(Malondialdehyde, MDA)的含量,測(cè)定腦組織炎癥指標(biāo)：白細(xì)胞介素4(Interleukin-4,IL-4)和干擾素伽馬(Interferon-y, IFN-γ)的含量等內(nèi)容來評(píng)價(jià)nano-Ti02對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的毒性效應(yīng)。通過測(cè)定小鼠血清中的ROS,免疫球蛋白E(Immunoglobulin-E, IgE),血栓調(diào)節(jié)蛋白(Thrombomodulin, TM),可溶性細(xì)胞粘附因子1(soluble adhesion molecules 1, sICAM-1)和D-二聚體(D-Dimer, D2D)的含量變化等內(nèi)容來探討nano-TiO_2對(duì)心血管系統(tǒng)的毒性效應(yīng)。體外實(shí)驗(yàn)采用濃度為0.45,2.25,11.25,56.25 μg/mL nano-TiO_2處理人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞(Human umbilical vein endothelial cells, HUVECs),測(cè)定細(xì)胞活力,以及ROS,白細(xì)胞介素8(Interleukin-8, IL-8),高敏C反應(yīng)蛋白(hypersensitive C-reactive protein, hsCRP),胞質(zhì)緊密粘連蛋白-1(zonula occludens-1, ZO-1),8-羥基脫氧鳥苷(8-hydroxylation deoxy guanosine,8-OHdG)和含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3(cysteinyl aspartate specific proteinase-3, caspase-3)的含量等內(nèi)容來探討nano-TiO_2對(duì)細(xì)胞的毒性效應(yīng)。通過添加維生素E (Vitamin E,VE)作為保護(hù)劑,來研究VE在nano-TiO_2對(duì)小鼠心血管系統(tǒng)以及神經(jīng)系統(tǒng)和HUVECs的保護(hù)作用和存在的可能的保護(hù)機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,各組的小鼠腦組織切片無明顯差異,小鼠腦組織中ROS、MDA和IL-4的含量隨著染毒劑量的上升均呈現(xiàn)出上升趨勢(shì),小鼠腦組織中GSH和IFN-y的含量隨著染毒劑量的上升均呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。小鼠腦組織ROS、MDA和IL-4的含量分別在20 mg/kg、500 mg/kg和100 mg/kg組出現(xiàn)極顯著性升高,GSH含量：500 mg/kg組出現(xiàn)極顯著性下降,IFN-7含量：500 mg/kg組出現(xiàn)顯著性降低。小鼠血清中ROS、D2D、Ig-E、sICAM-1和TM的含量隨著染毒劑量的上升均呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。小鼠血清中ROS、D2D、Ig-E、sICAM-1和TM的含量分別在100mg/kg、00 mg/kg、20 mg/kg、20 mg/kg和20 mg/kg組出現(xiàn)極顯著性升高。HUVECs活力、IL-8的含量隨著染毒劑量的上升呈現(xiàn)出下降趨勢(shì),HUVECs中ROS、hs-CRP、ZO-1、8-OHdG 和 caspase-3的含量隨著染毒劑量的上升均呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。]HUVECs活力：56.25 μg/mL組出現(xiàn)極顯著性下降,IL-8含量：56.25 μg/mL組出現(xiàn)顯著性下降,ROS、hs-CRP、ZO-1和8-OHdG含量分別在11.25μg/mL.11.25 μg/mL、2.25 μg/mL和2.25 μg/mL組出現(xiàn)極顯著性升高,caspase-3含量：56.25μg/mL組出現(xiàn)顯著性升高。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)通過對(duì)100 mg/kg和500 mg/kg的nano-TiO_2暴露組和體外實(shí)驗(yàn)對(duì)11.25 μg/mL 和 56.25 μg/mL的nano-TiO_2暴露組同時(shí)添加VE作為保護(hù)劑,發(fā)現(xiàn)與單獨(dú)的nano-TiO_2處理組相比,VE可以降低腦組織以及血清中氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng),還可以提高]HUVECs的細(xì)胞活性以及降低HUVECs的氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、DNA損傷程度和細(xì)胞凋亡水平。結(jié)論：本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明低劑量nano-TiO_2對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的影響較弱,高劑量nano-TiO_2(?)能夠引起神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的毒性效應(yīng),氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)可能是造成這些毒性效應(yīng)的機(jī)制之一,體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明nano-TiO_2具有顯著的細(xì)胞毒性。在本實(shí)驗(yàn)中對(duì)小鼠來說4mg/kg是一個(gè)相對(duì)安全的使用濃度,對(duì)HUVECs來說0.45μg/mL是一個(gè)比較安全的使用濃度。VE可以降低nano-TiO_2對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)方面的損害。
【關(guān)鍵詞】：納米二氧化鈦 神經(jīng)系統(tǒng) 心血管系統(tǒng) 氧化應(yīng)激 炎癥反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318.08;TB383.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 1. 引言13-25
• 1.1 納米材料概述13-16
• 1.1.1 納米材料的定義13-14
• 1.1.2 納米材料的來源14
• 1.1.3 納米材料的性質(zhì)和應(yīng)用14-15
• 1.1.4 納米材料的應(yīng)用15-16
• 1.1.5 納米材料的暴露途徑16
• 1.1.6 納米材料的生物毒性及其研究進(jìn)展16
• 1.2 TIO_2概述16-21
• 1.2.1 TiO_2的結(jié)構(gòu)16-17
• 1.2.2 TiO_2的性質(zhì)17-18
• 1.2.3 納米TiO_2的應(yīng)用18-20
• 1.2.4 納米TiO_2的毒性研究進(jìn)展20-21
• 1.3 立項(xiàng)依據(jù)及選題目的、意義21-25
• 1.3.1 立項(xiàng)依據(jù)21-23
• 1.3.2 選題目的、意義23-25
• 2. 實(shí)驗(yàn)材料與方法25-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑25-27
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物25
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞25
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)材料25
• 2.1.4 實(shí)驗(yàn)試劑25-26
• 2.1.5 實(shí)驗(yàn)試劑盒26-27
• 2.1.6 實(shí)驗(yàn)儀器27
• 2.1.7 主要實(shí)驗(yàn)試劑的配制方法27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)分組27-28
• 2.3 染毒方式28-29
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方法29-35
• 2.4.1 腦組織石蠟切片29
• 2.4.2 腦組織勻漿的制備29
• 2.4.3 ROS含量的測(cè)定29-30
• 2.4.4 GSH含量的測(cè)定30
• 2.4.5 MDA含量的測(cè)定30
• 2.4.6 腦組織中IL-4、IFN-γ含量含量的測(cè)定30-31
• 2.4.7 小鼠血清樣本的制備31
• 2.4.8 血清中TM、sICAM-1和D2D含量的測(cè)定31-32
• 2.4.9 血清中Ig-E含量的測(cè)定32-33
• 2.4.10 細(xì)胞活性的測(cè)定33-34
• 2.4.11 nano-TiO_2暴露后HUVECs中ROS含量的測(cè)定34
• 2.4.12 nano-TiO_2暴露后HUVECs中IL-8和8-OHdG含量的測(cè)定34
• 2.4.13 nano-TiO_2暴露后HUVECs中hsCRP和ZO-1含量的測(cè)定34-35
• 2.4.14 nano-TiO_2暴露后HUVECs中caspase 3含量的測(cè)定35
• 2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析35-36
• 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果36-54
• 3.1 NANO-TiO_2暴露后對(duì)小鼠腦組織的影響36-41
• 3.1.1 nano-TIO_2暴露后小鼠腦組織病理學(xué)觀察36-37
• 3.1.2 對(duì)小鼠腦組織ROS含量的影響37
• 3.1.3 對(duì)小鼠腦組織GSH含量的影響37-38
• 3.1.4 對(duì)小鼠腦組織MDA含量的影響38-39
• 3.1.5 對(duì)小鼠腦組織IL-4含量的影響39-40
• 3.1.6 對(duì)小鼠腦組織IFN--γ含量的影響40-41
• 3.2 NANO-TIO_2對(duì)小鼠血清的影響41-46
• 3.2.1 對(duì)小鼠血清中ROS含量的影響41-42
• 3.2.2 對(duì)小鼠血清中D2D含量的影響42-43
• 3.2.3 對(duì)小鼠血清中Ig-E含量的影響43-44
• 3.2.4 對(duì)小鼠血清中sICAM-1含量的影響44-45
• 3.2.5 對(duì)小鼠血清中TM含量的影響45-46
• 3.3 NANO-TIO_2對(duì)HUVECs的影響46-54
• 3.3.1 對(duì)HUVECs活力的影響46-47
• 3.3.2 對(duì)HUVECs中ROS含量的影響47-48
• 3.3.3 對(duì)HUVECs中hs-CRP含量的影響48-49
• 3.3.4 對(duì)HUVECs中IL-8含量的影響49-50
• 3.3.5 對(duì)HUVECs中ZO-1含量的影響50-51
• 3.3.6 對(duì)HUVECs中8-OHdG含量的影響51-52
• 3.3.7 對(duì)HUVECs中caspase-3含量的影響52-54
• 4. 討論54-59
• 4.1 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)NANO-TIO_2對(duì)小鼠腦組織的影響54-55
• 4.2 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)NANO-TIO_2對(duì)小鼠血清的影響55-56
• 4.3 體外實(shí)驗(yàn)NANO-TIO_2對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響56-57
• 4.4 VE對(duì)NANO-TIO_2造成的損傷的保護(hù)作用57-59
• 5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-68
• 附錄68-69
• 攻讀學(xué)位期間論文發(fā)表情況69-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：844700