【摘要】：目的:探討納米炭黑顆粒(Carbon black nanoparticles,CBNPs)的遺傳毒性,以及PLK1介導(dǎo)的信號(hào)在納米炭黑致遺傳損傷中的作用及可能的分子機(jī)制。方法:掃描電子顯微鏡觀察CBNPs的表面形態(tài),透射電子顯微鏡測(cè)量其尺寸,并通過Brunauer-Emmett-Teller(BET)吸附等溫式計(jì)算納米炭黑的比表面積,納米粒子分析儀測(cè)定zeta電位。建立動(dòng)式吸入CBNPs染毒大鼠模型,染毒組濃度分別為5、30 mg/m3,每天6小時(shí),連續(xù)染毒28天。建立CBNPs處理16HBE細(xì)胞24小時(shí)體外染毒模型,劑量分別為0、50、100、200μg/m L。脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染PLK1表達(dá)質(zhì)粒pc DNA3-PLK1,經(jīng)800μg/m L G418篩選,Western blot檢測(cè)PLK1蛋白表達(dá)水平,構(gòu)建穩(wěn)定高表達(dá)PLK1的16HBE細(xì)胞株,100μg/m L CBNPs處理PLK1高表達(dá)細(xì)胞24小時(shí),分別以16HBE細(xì)胞、轉(zhuǎn)染質(zhì)粒pc DNA3.1細(xì)胞作為陰性對(duì)照和轉(zhuǎn)染對(duì)照。應(yīng)用SDS-PAGE電泳法測(cè)定16HBE細(xì)胞內(nèi)CBNPs含量;流式儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡和周期;HE染色觀察肺組織病理變化;彗星試驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞DNA損傷;微核試驗(yàn)檢測(cè)染色體損傷;宿主細(xì)胞恢復(fù)活性實(shí)驗(yàn)測(cè)定細(xì)胞DNA修復(fù)能力;Western blot檢測(cè)DNA損傷及修復(fù)相關(guān)蛋白表達(dá)水平。結(jié)果:1.納米炭黑的表征掃描電子顯微鏡及透射電子顯微鏡顯示CBNPs為30~50 nm的球形顆粒,可組成數(shù)十到數(shù)百納米的聚集體。BET法測(cè)定CBNPs的比表面積約為74.85 m2/g,納米粒子分析儀測(cè)定CBNPs的zeta電位為-15.37 MV。2.細(xì)胞內(nèi)炭黑的含量50μg/m L、100μg/m L和200μg/m L染毒組中,16HBE細(xì)胞攝取CBNPs的量分別為6.57±1.99μg、11.67±1.06μg、18.26±4.96μg,200μg/m L劑量組攝取入16HBE細(xì)胞內(nèi)CBNPs量明顯高于50μg/m L劑量組(P0.05)。3.納米炭黑顆粒誘導(dǎo)大鼠肺組織病理損傷與對(duì)照組相比,染毒組肺組織病理切片中可見炎性細(xì)胞浸潤(rùn),肺泡壁增厚,30 mg/m3染毒劑量組可見出血及巨噬細(xì)胞脫落。4.納米炭黑的遺傳損傷作用大鼠吸入CBNPs染毒28天后,與對(duì)照組相比,各劑量染毒組大鼠肺細(xì)胞Tail DNA%均顯著增加(P0.05),30 mg/m3劑量組的大鼠肺細(xì)胞OTM較對(duì)照組顯著增加(P0.05)。各劑量染毒組大鼠骨髓微核率均較對(duì)照組顯著增加(P0.05)。與對(duì)照組相比,各劑量染毒16HBE細(xì)胞的OTM值及Tail DNA%呈劑量依賴性增加,細(xì)胞胞質(zhì)分裂阻滯增值指數(shù)較對(duì)照組顯著降低(P0.05),微核率顯著增加(P0.05),并有良好的劑量反應(yīng)關(guān)系。宿主細(xì)胞恢復(fù)活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與對(duì)照相比,50μg/m L和100μg/m L劑量組蟲熒光素酶和海腎熒光素酶的比值顯著升高(P0.05),提示DNA修復(fù)能力增強(qiáng),與50μg/m L和100μg/m L劑量組相比,200μg/m L劑量組中蟲熒光素酶和海腎熒光素酶的比值降低。5.納米炭黑對(duì)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期的影響與對(duì)照組相比,染毒16HBE細(xì)胞G0/G1期細(xì)胞比率下降,G2/M期細(xì)胞比率增加,細(xì)胞存活率降低,晚期凋亡率和壞死率增加,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),早期凋亡率變化無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。6.PLK1介導(dǎo)的信號(hào)在納米炭黑致遺傳損傷中的作用與對(duì)照組相比,各劑量染毒組大鼠肺細(xì)胞的PLK1蛋白表達(dá)量顯著降低(P0.05),且有良好的劑量反應(yīng)關(guān)系。與對(duì)照相比,100μg/m L和200μg/m L劑量染毒組16HBE細(xì)胞PLK1蛋白表達(dá)水平顯著降低(P0.05),GADD45α、Ch K2蛋白表達(dá)水平顯著增加(P0.05),50μg/m L和100μg/m L劑量組XRCC1表達(dá)量顯著增加(P0.05),與50μg/m L和100μg/m L劑量組相比,200μg/m L劑量組XRCC1蛋白表達(dá)水平下降(P0.05)。16HBE細(xì)胞轉(zhuǎn)染質(zhì)粒pc DNA3-PLK1及G418篩選后,PLK1蛋白表達(dá)水平約是control及轉(zhuǎn)染質(zhì)粒pc DNA3.1細(xì)胞的2倍,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),說明PLK1高表達(dá)細(xì)胞株建立成功。100μg/m L CBNPs處理后,與control和轉(zhuǎn)染質(zhì)粒pc DNA3.1細(xì)胞相比,PLK1高表達(dá)細(xì)胞株未發(fā)生G2/M期阻滯,細(xì)胞存活率增加,晚期凋亡率及死亡率降低,Tail DNA%和OTM值減小,胞質(zhì)分裂阻滯增值指數(shù)、復(fù)制指數(shù)增加,微核率降低,Ch K2、GADD45α及XRCC1蛋白表達(dá)降低,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。結(jié)論:1.納米炭黑顆�？梢詫�(dǎo)致遺傳損傷,并具有良好的劑量反應(yīng)關(guān)系。2.PLK1介導(dǎo)的信號(hào)在納米炭黑致遺傳損傷中發(fā)揮重要作用。
【學(xué)位授予單位】：河北醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R114
【圖文】：

1. CBNPs 的表面特征掃描電鏡和透射電鏡測(cè)得 CBNPs 粒徑尺寸為 30~50 nm，其組成數(shù)十到數(shù)百納米的聚集體，應(yīng)用 BET 法測(cè)定其比表面積約為 74.85 m2/g，zeta電位為-15.37 MV。結(jié)果見表 1。表 1 CBNPs 理化特征參數(shù)Table 1 Physicochemical parameters of the CBNPs理化參數(shù) CBNPs顆粒尺寸 30~50 nm，球形比表面積 74.85 m2/gZeta 電勢(shì) -15.37 MV2. 動(dòng)式吸入染毒系統(tǒng)的環(huán)境及 CBNPs 氣溶膠濃度的檢測(cè)AB

研 究 論 文常，光鏡下可見由單層柱狀細(xì)胞構(gòu)成的細(xì)支氣管結(jié)構(gòu)完整，纖毛完整無脫落。5 mg/m3染毒肺組織中可見少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，局部可觀察到肺泡壁輕微增厚。30 mg/m3染毒組肺組織大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，可見大量出血，肺泡壁顯著增厚，并見巨噬細(xì)胞脫落。結(jié)果見圖 2。AB

4. 納米炭黑顆粒誘導(dǎo)大鼠遺傳損傷4.1 彗星試驗(yàn)圖3所示，5 mg/m3染毒組大鼠肺細(xì)胞的TailDNA%為2.20%，30 mg/m3染毒組的 TailDNA%為 6.27%，與對(duì)照組(1.41%)相比均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。與對(duì)照組 OTM 值(0.42)相比，5 mg/m3染毒組大鼠肺細(xì)胞 DNA的 OTM 值(0.61)改變無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，30 mg/m3劑量組的 OTM 值(2.65)顯著增加且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。CAB

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 沈麗萍;王治東;周平坤;;金屬納米材料的遺傳毒性及遺傳毒理機(jī)制[J];中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志;2015年09期

2 張榮;牛玉杰;樊龍剛;石磊;王茜;王秀榮;;基于雙熒光素酶報(bào)告基因的DNA損傷與修復(fù)檢測(cè)系統(tǒng)的建立與應(yīng)用[J];癌變.畸變.突變;2013年06期

3 毛彩霞;田熙科;楊光濤;楊超;喬永康;李巖;景連東;楊旭;;納米MnO_2與常規(guī)MnO_2粉末對(duì)Hela細(xì)胞DNA損傷的對(duì)比研究[J];生態(tài)毒理學(xué)報(bào);2007年02期

本文編號(hào)：2784577