论文部分内容阅读
近十年,由于纳米技术的极速发展,越来越多的纳米材料被开发与利用,继而用于生产并深入到人们生活的方方面面。纳米二氧化钛（TiO2）直径于100 nm以下,外观为白色的疏松粉末。具有抗紫外线（UV）、抗菌、自洁净和抗老化性能,现可用于化妆品、食品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等各个领域。正是由于纳米TiO2广泛的应用,其对人体以及环境的危害关注度也随之日益加大。动物实验发现,纳米TiO2可以通过呼吸吸入、口腔摄入甚至是皮肤渗透等多种转运途径进入到机体内部,再经过循环系统转运至机体的各个器官并在此沉积,对机体产生毒性效应。目前,国内外对纳米TiO2导致小鼠肝功能损伤的分子机制的了解仍很有限。因此,本学位论文通过纳米TiO2（锐钛型5 nm）对小鼠进行灌胃处理来研究长时间、低剂量的纳米TiO2对小鼠肝脏的影响,通过引发的体重、器体比和病理学现象以及生化指标、蛋白表达的变化探讨其对肝脏毒性的机制。本学位论文可为人类进一步安全、有效地使用纳米材料提供重要的实验依据。本文的主要研究内容如下所述:（1）本文通过三种不同的纳米TiO2剂量（2.5、5、10 mg/kg BW）持续对小鼠进行为期6个月的灌胃处理,详细研究了纳米TiO2对小鼠肝脏慢性损伤的机制。实验结果显示,经过纳米TiO2处理的小鼠的体重显著下降,而小鼠的肝脏系数显著增加（肝肿大）。与此同时,观察小鼠肝脏的病理切片,发现实验组小鼠表现出了严重的病变,如炎性细胞浸润、血管扩张、充血、肝组织缝隙扩大以及肝细胞渐进性坏死等。并且通过透射电镜（TEM）的观察,肝细胞的超微结构表现出了明显的凋亡现象,其中包括严重的线粒体肿胀、核膜崩解和染色质边缘化。此外,在实验组肝细胞的细胞质、线粒体和核膜中观察到了黑色的颗粒聚集体。这也证明了纳米TiO2会在肝细胞中沉积。并且随着纳米TiO2剂量的升高,谷丙转氨酶（ALT）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）、碱性磷酸酶（ALP）和乳酸脱氢酶（LDH）的表达水平也逐渐上升。这充分说明了长期的低剂量纳米TiO2暴露也将会导致肝功能的损伤。本研究发现暴露于纳米TiO2的小鼠其肝组织辅助性T细胞（Th2）型细胞因子白介素（IL-4）、IL-5和Th1型细胞因子IL-12的表达具有一个剂量依赖性的增加。与此相关联的IL-4和IL-12靶基因,包括分泌干扰素（IFN）-γ、GATA3、GATA4、T-bet、信号转录因子及转录激活银子（STAT）3、STAT6、趋化因子、单核细胞趋化因子（MCP）-1和巨噬细胞炎症蛋白（MIP）-2都显著上调,而STAT1呈现出显著下调的趋势。这些结果显示,纳米TiO2诱导产生的肝毒性与IL-4介导的通路激活有密切关系,也说明了Th2型细胞可能参与了小鼠肝脏损伤。（2）通过使用低剂量的纳米TiO2（2.5、5、10 mg/kg BW）对小鼠进行灌胃处理,为时90天。用以研究JAK-STAT通路可能参与纳米TiO2暴露引起的小鼠肝脏损伤机制。发现随着纳米TiO2剂量的增加,肝组织中环氧酶（COX）、中性粒细胞明胶相关脂质运载蛋白（NGAL）和上皮中性粒细胞激活蛋白（ENA）-78的表达水平分别逐渐增加,而过氧化物酶增殖物激活受体（PPAR）-γ和过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子（PGC）-1的表达水平分别逐渐降低。内皮素（ET）-1和嘌呤（P2X）受体P2X7在TiO2实验组中都没有显著的差异;JAK2、STAT3和IL-6的表达与其对照组相比,低、中、高三个剂量分别增加了2.19%、20.46%和32.7%;195.52%、335.72%和348.19%;61.67%、219.95%和330.97%;而SOCS1的表达分别减少了5.2%、6.67%和50.05%。这些实验结果证实了JAK-STAT通路介导了纳米TiO2诱导的肝脏毒性。