納米氫氧化鎂吸附劑生殖毒性和胚胎毒性實(shí)驗(yàn)研究
本文選題:NMH + NMH-鉻復(fù)合物 ; 參考:《山東大學(xué)》2013年碩士論文
【摘要】:研究背景 鉻及其化合物應(yīng)用廣泛。鉻是提高鋼耐腐蝕性最常用的添加元素之一,鉻鹽可用于鍍鉻、冶金工業(yè)生產(chǎn)合金,制作顏料、染料、油漆、橡膠和陶瓷等。工業(yè)廢水中的六價(jià)鉻嚴(yán)重污染周圍環(huán)境的河流、土壤和地下水源,成為一種主要的水環(huán)境污染物質(zhì)之一,如不進(jìn)行有效處理,將會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的危害。近年來,隨著納米技術(shù)的迅猛發(fā)展,納米材料的應(yīng)用前景越來越廣闊。實(shí)驗(yàn)研究表明,納米氫氧化鎂(nano-magnesium hydroxide, NMH)用于含鉻廢水的處理,得到較好的效果,吸附速度快,吸附比高,還可回收利用,可多次用于含鉻廢水的處理。 納米尺度的化學(xué)品具有獨(dú)特的特征,這使得納米材料的毒性也表現(xiàn)出其獨(dú)特性。近年來,生殖毒性和發(fā)育毒性已日益成為整體毒理學(xué)的重要組成部分。雖然納米材料的生殖毒性和胚胎毒性已有報(bào)道,但是NMH對(duì)雌性生殖毒性和胚胎毒性的研究較少。本研究分別于小鼠胚胎圍植入期和器官形成期暴露于NMH,觀察其對(duì)生殖系統(tǒng)和胎兒生長(zhǎng)發(fā)育的毒性作用,研究結(jié)果為NMH吸附劑對(duì)孕婦和胎兒安全性評(píng)價(jià)提供可靠依據(jù)。 研究目的 建立胚胎圍植入期和器官形成期NMH吸附劑暴露小鼠模型,通過測(cè)量孕鼠孕期體重變化、各臟器重量、臟器系數(shù)、以及小鼠身長(zhǎng)、尾長(zhǎng)及骨化點(diǎn)評(píng)價(jià)NMH的生殖毒性和胚胎毒性;并通過檢測(cè)孕鼠血清降鈣素(calcitonin, CT)、甲狀旁腺素(parathyroid hormone, PTH)和生長(zhǎng)激素(growth hormone, GH)的水平,觀察孕鼠胎盤病理結(jié)構(gòu)變化及孕鼠血清和胎盤組織血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growthfactor, VEGF)、胎盤生長(zhǎng)因子(placenta growthfactor, PLGF)、可溶性血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體1(sFlt-1)變化,進(jìn)一步探索其毒作用機(jī)制,為NMH吸附劑對(duì)孕婦和胎兒安全性評(píng)價(jià)提供可靠依據(jù)。 研究方法 1.建立胚胎圍植入期和器官形成期暴露小鼠模型 ICR小鼠按雌雄1:1合籠,次日檢查陰栓,查見陰栓日記為孕第1天(GD1)。實(shí)驗(yàn)分為胚胎圍植入期和胚胎器官形成期兩個(gè)暴露模型,每個(gè)模型中孕鼠按體重隨機(jī)分為NMH、NMH-鉻復(fù)合物(nanocomposite)、重鉻酸鉀(陽(yáng)性對(duì)照)和蒸餾水(陰性對(duì)照)4組。胚胎圍植入期暴露模型于GD1-GD10每天灌胃一次;器官形成期暴露模型于GD7-GD16每天灌胃一次。根據(jù)灌胃當(dāng)天孕鼠體重確定灌胃容量,每次灌胃容積為O.1m1/10g體重。暴露劑量為NMH577.4336mg/Kg.bw,NMH-鉻復(fù)合物為583.7636mg/Kg.bw,重鉻酸鉀為6.33mg/Kg.bw。GD19終止試驗(yàn),稱取宮胚窩重、胎鼠窩重及子宮、卵巢、胎盤、肝臟、脾臟、腎臟和肺臟的重量,并計(jì)數(shù)胚胎總數(shù)、活胎數(shù)和死胎數(shù),低溫保存各臟器標(biāo)本和血清。 2.測(cè)量胎鼠發(fā)育指標(biāo) 測(cè)量胎鼠身長(zhǎng)和尾長(zhǎng);觀察外觀畸形;將1/2胎鼠放入Bouins液固定用作胎鼠內(nèi)臟畸形檢查,另外1/2胎鼠經(jīng)茜素紅染色用于胎鼠骨骼畸形觀察。 3.測(cè)定母鼠血清激素水平 采用酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定法(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)測(cè)定兩模型各組母鼠血清CT、PTH和GH水平。 4.觀察母鼠胎盤病理改變 分別采用肉眼、光鏡和電鏡觀察母鼠胎盤病理結(jié)構(gòu)改變。 5.測(cè)定母鼠血清和胎盤組織中胎盤功能因子水平 采用ELISA方法測(cè)定兩模型各組母鼠血清和胎盤組織中VEGF、PLGF和sFlt-1水平。 6.統(tǒng)計(jì)分析方法 采用Excel建立數(shù)據(jù)庫(kù),用SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn):若方差齊,采用單因素方差分析(ONE-WAY ANOVA)進(jìn)行F檢驗(yàn),同時(shí)選擇Dunnett-t test進(jìn)行處理組與對(duì)照組各指標(biāo)均數(shù)之間的比較;若方差不齊,采用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法(Kruskal-Wallis H法)。采用兩個(gè)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)(Independent-Samples T Test)進(jìn)行處理組和對(duì)照組指標(biāo)均數(shù)比較,雙側(cè)檢驗(yàn),檢驗(yàn)水準(zhǔn)a=0.05。 研究結(jié)果 1.母體毒性 孕鼠暴露于NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀與陰性對(duì)照組比較,孕鼠GD1體重組間差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;兩個(gè)模型各組間孕鼠孕期體重變化趨勢(shì)、GD19體重和體重凈增重、母鼠各臟器重量及臟器系數(shù)組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 2.胚胎毒性 NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀于胚胎圍植入期和器官形成期暴露對(duì)小鼠胚胎植入數(shù)未見明顯影響,未見明顯胎鼠外觀畸形、內(nèi)臟畸形及骨骼畸形,未觀察到明顯的致畸效應(yīng)。 兩階段暴露均可導(dǎo)致明顯的胚胎發(fā)育毒性。(1)胚胎圍植入期暴露模型中,NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組胎鼠均重、胎鼠身長(zhǎng)和胎鼠尾長(zhǎng)較陰性對(duì)照顯著降低(P0.01),NMH組胎鼠身長(zhǎng)顯著降低(P0.05)。器官形成期暴露模型中,NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組胎鼠均重和胎鼠身長(zhǎng)均顯著低于陰性對(duì)照組(P0.05),重鉻酸鉀組胎鼠尾長(zhǎng)顯著低于陰性對(duì)照組(P0.01),NMH組胎鼠發(fā)育指標(biāo)未見明顯改變。(2)胚胎圍植入期和器官形成期暴露于NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀,與陰性對(duì)照組比較,均可導(dǎo)致胎鼠骨化不全率顯著升高(P0.01),尾椎骨骨化點(diǎn)數(shù)顯著降低(P0.01)和第二趾骨骨化點(diǎn)數(shù)明顯減少(P0.01),少數(shù)胎鼠出現(xiàn)第二指骨骨化不全,肋骨發(fā)育不全,胸骨粘連。 3.對(duì)母鼠血清激素含量的影響 胚胎圍植入期暴露NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀3種物質(zhì),母鼠血清激素CT、PTH和GH水平與對(duì)照組比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;器官形成期暴露后各組母鼠血清PTH水平未見明顯變化,但NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組母鼠血清CT水平和GH水平較對(duì)照組均明顯降低(P0.01)。 4.對(duì)母鼠胎盤結(jié)構(gòu)和功能的影響 肉眼和光鏡觀察母鼠胎盤結(jié)構(gòu),兩模型各處理組與陰性對(duì)照組對(duì)比,未見明顯病理改變。電鏡下觀察兩模型NMH組、NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組孕鼠胎盤組織均發(fā)現(xiàn)細(xì)胞死亡現(xiàn)象。 胚胎圍植入期暴露于3種物質(zhì),母鼠血清和胎盤組織中VEGF. PLGF和sFlt-1水平與對(duì)照組比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。器官形成期暴露,NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組母鼠血清VEGF水平和PLGF水平與對(duì)照組相比顯著降低(P0.05), NMH組沒有明顯改變;另外,母鼠胎盤組織中VEGF水平在NMH組、NMH-鉻復(fù)合物組和重鉻酸鉀組較陰性對(duì)照組明顯降低(P0.05), PLGF水平在重鉻酸鉀組顯著降低(P0.01);母鼠血清和胎盤組織中sFlt-1水平均未見明顯變化。 結(jié)論 1.圍植入期和器官形成期暴露于NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀能夠?qū)е绿ナ笊L(zhǎng)遲緩、骨化異常。三種物質(zhì)在該暴露劑量下母體毒性作用相對(duì)較小,無(wú)明顯致畸效應(yīng)。 2.兩模型各暴露組孕鼠胎盤組織結(jié)構(gòu)均發(fā)生病理?yè)p傷,這可能是導(dǎo)致胎鼠發(fā)育遲緩和骨化不全的重要機(jī)制。 3.器官形成期暴露于NMH、NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀導(dǎo)致孕鼠胎盤功能損傷,表現(xiàn)為胎盤功能因子VEGF和PLGF水平明顯降低。 4.器官形成期暴露于NMH-鉻復(fù)合物和重鉻酸鉀可降低母鼠血清CT和GH水平,可能是導(dǎo)致胎鼠生長(zhǎng)遲緩和骨化不全的原因之一。NMH對(duì)血清激素水平影響較小。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:R114
【參考文獻(xiàn)】
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