本文關鍵詞：不同尺寸納米三氧化鎢致小鼠肝腎毒性研究以及褪黑素的保護作用

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【摘要】：納米三氧化鎢(W03)作為一種新型的過渡金屬氧化物和半導體材料,因其具有氣致變色、電致變色、氣敏性、光催化等多種性能而在環(huán)境監(jiān)控、生物醫(yī)藥行業(yè)、軍事及其他領域都有巨大的應用前景。與此同時,伴隨而來的納米WO3的安全性問題也日益引起研究者的廣泛關注。然而目前對納米WO3的生物學效應研究比較少,且不同尺寸的納米WO3毒性比較也未曾報道。本課題通過對兩種不同尺寸的WO3納米棒(小尺寸的WO3納米棒-S和大尺寸的WO3納米棒-L)分別腹腔注射暴露后對BALB/c小鼠肝臟和腎臟組織損傷及其毒性機制的研究,分別對這兩種尺寸的W03納米棒對肝臟和腎臟的毒性進行了評價與比較,以研究導致肝臟和腎臟損傷以及損傷差異的可能機制,同時采用褪黑素作為保護劑,為選擇合適的尺寸的WO3納米棒材料和WO3納米棒的安全應用提供了參考依據。本研究通過對WO3納米棒-S和W03納米棒-L暴露后小鼠的體重變化、肝功能指標(谷丙轉氨酶,ALT；谷草轉氨酶,AST)和腎臟功能指標(尿素氮,BUN；肌酐,Cr)檢測、肝臟和腎臟組織病理學觀察來評價其對小鼠肝臟和腎臟造成損傷的程度。通過肝臟和腎臟組織氧化應激指標(活性氧,ROS；丙二醛,MDA；還原型谷胱甘肽,GSH；超氧化物歧化酶,SOD和8-羥基脫氧鳥苷,8-OHdG)、炎癥指標(免疫球蛋白IgE；核轉錄因子-KB, NF-κB;腫瘤壞死因子-α,TNF-α;干擾素-γ,IFN-γ和白介素-4,IL-4)的檢測來探討W03納米棒-S和W03納米棒-L產生毒性的可能機制,以及從W03納米棒-S和W03納米棒-L其自身理化性質的角度來討論二者毒性不同的原因。并通過褪黑素作為保護劑,來研究預處理褪黑素后WO3納米棒-L暴露對小鼠肝臟和腎臟的組織的保護效應及保護機制。實驗結果表明,對于W03納米棒-S,與對照組相比,W03納米棒-S暴露劑量為5mg/kg時腎功能指標BUN和Cr含量都出現顯著性升高,小鼠的腎臟組織病理切片顯示,腎小球細胞出現輕微的水腫,腎小管變得狹窄。W03納米棒-S暴露劑量5mg/kg時,小鼠的體重在染毒暴露過程中出現了顯著性降低,肝臟功能指標ALT、AST水平顯著性上升,肝臟和腎臟組織內氧化應激指標ROS水平以及MDA、 8-OHdG的含量顯著性升高；GSH含量、SOD活性顯著性降低；炎癥水平IgE含量以及肝臟組織內的NF-κ、TNF-α、IFN-γ和IL-4的含量顯著性上升；小鼠肝臟的組織病理學表現為肝細胞出現水腫,細胞核固縮甚至消失,部分細胞出現了空泡樣變,腎臟組織的病理學變化表現為腎小球細胞水腫程度加重,腎小管變窄甚至消失并且最高劑量時肝腎組織病變更加明顯；而對于W03納米棒-L,在劑量≥10mg/kg時,腎功能指標BUN、Cr的水平顯著性上升；在劑量為20mg/kg時能引起小鼠體重的顯著性降低,肝功能指標ALT、AST的水平顯著性上升,肝臟和腎臟組織氧化應激指標ROS水平、MDA的含量、8-OHdG的含量都顯著性升高,GSH含量、SOD活性都顯著性降低；炎癥指標IgE含量明顯升高,肝臟和腎臟組織中的NF-κB、 TNF-α、IFN-γ和IL-4的含量都顯著性上升,肝臟和腎臟組織出現與W03納米棒-S暴露劑量≥10mg/kg類似的病理學變化,但是病變程度沒有W03納米棒-S≥10mg/kg劑量組明顯。結果提示,W03納米棒-S暴露劑量≥5mg/kg時就能引肝臟或者腎臟的毒性效應,而W03納米棒-L劑量在≥10mg/kg時能夠引起肝臟和腎臟的毒性效應。通過褪黑素預處理20mg/kgWO3納米棒-L暴露組小鼠后,結果發(fā)現,與單獨的20mg/kg WO3納米棒-L暴露組相比,小鼠體重的下降明顯減少、肝臟和腎臟功能受損得到明顯的減輕,小鼠的肝臟和腎臟組織氧化應激,炎癥水平都顯著性降低,并且肝臟和腎臟組織的病理學損傷程度得到一定程度的降低。本研究結果提示,W03納米棒-S≥5mg/kg能夠引起肝臟和腎臟毒性效應,而W03納米棒-L劑量≥10mg/kg和劑量≥20mg/kg時能夠分別引起腎臟和肝臟毒性效應。而氧化應激以及炎癥可能是造成這兩種材料造成肝臟和腎臟組織損傷的機制之一,且W03納米棒的尺寸效應可能是W03納米棒-S的毒性作用大于W03納米棒-L的主要原因。本研究中2.5mg/kg的W03納米棒-S,5mg/kg的W03納米棒-L對于小鼠來說是一個相對安全的使用劑量。褪黑素能夠通過降低肝和腎臟功能指標水平、肝臟和腎臟組織中氧化應激、炎癥的水平對小鼠的肝、腎組織進行保護,進而降低W03納米棒-L對小鼠肝臟和腎臟組織的損傷程度。
【關鍵詞】：WO_3納米棒-S WO_3納米棒-L 肝臟和腎臟功能 氧化應激 炎癥 褪黑素
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R114;O614.613
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 1. 文獻綜述14-22
• 1.1 納米材料概述14-16
• 1.1.1 納米材料的定義14
• 1.1.2 納米材料的分類14-15
• 1.1.3 納米材料的獨特性質15-16
• 1.2 納米材料的生物學效應以及毒理學研究16-18
• 1.2.1 納米材料對環(huán)境的影響16-17
• 1.2.2 納米材料對人體健康的影響17-18
• 1.3 三氧化鎢(WO_3)的概述18-21
• 1.3.1 WO_3的結構18
• 1.3.2 納米WO_3性質與應用18-21
• 1.4 立項依據21-22
• 2. 材料與方法22-34
• 2.1 實驗動物22
• 2.2 實驗試劑22-23
• 2.3 實驗儀器23-24
• 2.4 主要實驗溶液的配制24
• 2.5 染毒液的配制24-25
• 2.6 實驗分組25
• 2.7 實驗染毒方法25-26
• 2.8 肝臟和腎臟功能的指標測定26-27
• 2.8.1 小鼠血清樣本的制備26
• 2.8.2 血清中ALT、AST、BUN、Cr含量的測定26-27
• 2.9 肝臟和腎臟組織氧化應激指標的測定27-31
• 2.9.1 肝臟和腎臟組織勻漿的制備27-28
• 2.9.2 活性氧自由基(ROS)含量的測定28
• 2.9.3 丙二醛(MDA)含量的測定28-29
• 2.9.4 還原型谷胱甘肽(GSH)含量的測定29
• 2.9.5 總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性的測定29-30
• 2.9.6 8-羥哲基脫氧鳥巧（8~ ，
  
  本文編號：955506
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