检索结果-内蒙古大学图书馆

中国细胞生物学学报 2013年第3期35卷 387-392页

作者：金立方袁翊朦胡祎瑞倪坚绍兴文理学院生命科学学院绍兴312000

六价铬[Cr(VI)]是一种普遍存在于土壤、大气与水环境中的污染物,可通过呼吸道、消化道及皮肤接触进入人体,产生直接或间接的毒性作用。该文着眼于近年来的研究进展,从Cr(VI)导致胞内活性氧累积效应、诱发细胞凋亡、导致细胞癌变、毒理... 详细信息

六价铬[Cr(VI)]是一种普遍存在于土壤、大气与水环境中的污染物,可通过呼吸道、消化道及皮肤接触进入人体,产生直接或间接的毒性作用。该文着眼于近年来的研究进展,从Cr(VI)导致胞内活性氧累积效应、诱发细胞凋亡、导致细胞癌变、毒理效应的基因组学研究等几方面,论述了Cr(VI)对人体和动物的细胞毒理效应及其作用机制。随着研究的深入,从基因组水平研究Cr(VI)毒理效应成为新的热点。

关键词：六价铬细胞毒理活性氧凋亡癌变

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有机紫外线滤除材料的细胞毒理效应研究及环糊精包合物的构建

有机紫外线滤除材料的细胞毒理效应研究及环糊精包合物的构建

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作者：田路伟浙江农林大学

学位级别：硕士

紫外线滤除材料(UVAs)作为新型机械材料可防止紫外线辐射,避免机器部件的机械性能下降。目前关于UVAs的性能研究主要集中于物理化学性能,其生物性能研究尚处于初步阶段,尤其是UVAs对人体健康效应的影响及机制研究尚不清楚。大多数UVAs... 详细信息

紫外线滤除材料(UVAs)作为新型机械材料可防止紫外线辐射,避免机器部件的机械性能下降。目前关于UVAs的性能研究主要集中于物理化学性能,其生物性能研究尚处于初步阶段,尤其是UVAs对人体健康效应的影响及机制研究尚不清楚。大多数UVAs难溶于水、生物相容性差等缺点限制其应用。环糊精(CDs)可以包封客体物质以提高生物相容性和水溶性,扩大应用领域。本论文以化学为基础,结合细胞生物学、分子生物学等学科交叉手段,对UVAs细胞毒理效应和分子机制进行筛选。通过主客体相互作用构建水溶性UVAs并对其细胞毒理效应进行综合研究。具体研究内容如下:1.采用CCK-8法和形态学观察法初步评估了二苯甲酮-1(BP-1)、二苯甲酮-3(BP-3)、4-甲氧基肉桂酸异戊酯(IMC)、4-甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯(OMC)四种UVAs的细胞毒理效应。二苯甲酮类(BPs)、肉桂酸酯类(CUVAs)能够抑制人肝癌SMMC-7721细胞生长繁殖,降低细胞密度,使细胞核形态皱缩,凝集或呈碎片状,细胞出现早期凋亡,线粒体膜电位降低。2.基于氧化应激层面研究了UVAs的毒理机制。细胞暴露于BPs、CUVAs时,活性氧(ROS)水平上升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)酶活性降低,丙二醛(MDA)含量、乳酸脱氢酶(LDH)酶活性上升,氧化应激系统紊乱。分子对接结果显示,BPs、CUVAs可与氧化应激系统主要酶蛋白形成较稳定的结合,结合稳定性顺序为:CAT>LDH-A>GPX1>SOD1。宏观微观综合分析了UVAs会紊乱氧化应激系统,导致细胞凋亡。3.基于基因表达水平研究了UVAs的毒理机制。结果表明,BPs、CUVAs干预后Bax m RNA、Caspase-3 m RNA上调,Bcl-2 m RNA下降。UVAs可通过调控Bax、Bcl-2 m RNA表达参与细胞凋亡过程,且细胞凋亡的过程与Caspase-3 m RNA的释放有关。4.基于蛋白水平研究了UVAs的毒理机制。结果表明,BPs、CUVAs使得促凋亡蛋白Bax表达量升高,抑凋亡蛋白Bcl-2表达量下降。可见UVAs可通过干扰细胞内蛋白合成和分泌过程,损伤细胞维持正常生理活动的结构和功能。5.利用饱和溶液法和固相合成法以IMC和磺丁基-β-环糊精(SBE-β-CD)为体系构建新型UVAs,并研究了新型UVAs的毒理效应及分子机制。相溶解度法表明,IMC与SBE-β-CD包结比为1:1,且温度为30℃时,IMC-SBE-β-CD最稳定。FT-IR和XRD表明IMC的特征峰和衍射峰在IMC-SBE-β-CD中被掩盖,出现新的特征峰和衍射峰,说明IMC-SBE-β-CD包合物的生成。毒理研究显示,IMC-SBE-β-CD能促进细胞生长繁殖,视野范围内细胞数量增加,状态良好。细胞核呈暗蓝色分布,并未使得线粒体膜电位发生变化。细胞内ROS水平降低,SOD、CAT、GSH-Px酶活性升高,而LDH酶活性、MDA含量降低,细胞未出现氧化应激紊乱。IMC-SBE-β-CD干预后Bax m RNA、Caspase-3 m RNA表达下调,Bcl-2 m RNA表达上调。凋亡蛋白表达趋势与基因表达趋势一致。综上,本论文关注了UVAs的生物性能,系统研究了UVAs的毒理效应及分子机制,阐述了环糊精包封UVAs后可提高UVAs的水溶性和生物相容性。相关结果加深了UVAs生物性能的理解,并为环糊精包合UVAs的构建和合理应用提供了理论和实验依据。

关键词：紫外线滤除材料细胞毒理分子机制磺丁基-β-环糊精生物相容性

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光活化氯丙炔菊酯的合成及其对斜纹夜蛾细胞毒理

光活化氯丙炔菊酯的合成及其对斜纹夜蛾细胞毒理

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作者：李娜华南农业大学

学位级别：硕士

拟除虫菊酯的仿生合成，经历了从光降解型到光稳定型的研发过程。本文提出光活化拟除虫菊酯的设想，以期达到在提高药效的同时避免环境中持久残留的目的，符合无公害农药环境和谐性的要求。\n 本文先采用格氏试剂交叉偶联反应合成α... 详细信息

拟除虫菊酯的仿生合成，经历了从光降解型到光稳定型的研发过程。本文提出光活化拟除虫菊酯的设想，以期达到在提高药效的同时避免环境中持久残留的目的，符合无公害农药环境和谐性的要求。\n 本文先采用格氏试剂交叉偶联反应合成α—三联噻吩，与N—溴代丁二酰亚胺反应得到5，5”—二溴—2，2’：5\'2”—三联噻吩，再用钯催化端炔与5，5”—二溴—22’：5\'2”—三联噻吩反应得到7个噻吩系列中间体。利用二元拼接原理，以氯丙炔菊酯为母体化合物，与噻吩系列中间体进行偶联，合成了7个新的氯丙炔菊酯噻吩系列衍生物（9—15号）；此外，用氯丙炔菊酯与溴代苯乙炔偶联得到其二炔衍生物（17号）。所有化合物结构经1H NMR、13C NMR和MS证实。\n 荧光分光光度法测定了氯丙炔菊酯及其衍生物的单线态氧产量。结果表明，氯丙炔菊酯噻吩系列衍生物单线态氧产量显著高于氯丙炔菊酯及其二炔衍生物，9号化合物最高，单线态氧产量为1．0959μg/mmol。\n 测定了9号和17号化合物及氯丙炔菊酯对白纹伊蚊（Aedes albopictus）的毒力，结果发现，9号化合物处理白纹伊蚊12 h后，光照组和黑暗组的LC50值分别为0．0957μg/mL、29．80μg/mL，表现出明显的光活化活性。17号化合物及氯丙炔菊酯无此现象。\n MTT法测定9—15号、17号化合物及氯丙炔菊酯对斜纹夜蛾（Spodoptera litura，SL）细胞的毒力，9—15号化合物光照组的抑制率均高于氯丙炔菊酯，其中9号化合物抑制作用最佳，处理24h、48h的IC50值分别为11．60μg/mL、8．93μg/mL；9—15号化合物光照组对SL细胞的抑制率显著高于黑暗组，表现出明显的光活化活性，17号化合物及氯丙炔菊酯均无此现象。\n 研究9号噻吩衍生物对SL细胞的光活化毒性机制。采用流式细胞术测定了9号化合物及氯丙炔菊酯处理SL细胞后活性氧变化，发现胞内活性氧水平较之对照均升高，且随时间延长，活性氧继续升高。9号化合物光照组活性氧水平高于黑暗组，10μg/mL的9号化合物处理细胞24 h后，光照组和黑暗组的平均荧光强度（MIF）值分别为19．96和9．70；48h的MIF值分别为20．95和12．67。而氯丙炔菊酯光照处理较之黑暗处理略有下降，40μg/mL的氯丙炔菊酯处理24 h后，光照组和黑暗组的MIF值分别为15．78和16．12；48h的MIF值分别为11．34和12．19。\n 采用流式细胞术测定了9号化合物及氯丙炔菊酯处理SL细胞后线粒体膜电位变化。结果表明，线粒体膜电位均降低，且随时间延长继续降低。9号化合物光照处理较之黑暗处理线粒体膜电位降低更为显著，10pg/mL的9号化合物处理细胞24 h后，光照组与黑暗组的MIF值分别为187．62和399．24；48h的MIF值分别为117．82和317．05。而40μg/mL的氯丙炔菊酯处理24h后，光照组与黑暗组差异不显著，MIF值分别为266．21和276．83；48h的MIF值分别为177．65和186．02。\n 透射电镜观察9号化合物处理后SL细胞显微结构的变化。结果显示，经10μg/mL的9号化合物光照处理24 h后，SL细胞膜破裂、缺损，核膜模糊，细胞结构严重破坏，亚细胞器排列紊乱，胞浆内容物外泻，表明在试验剂量下光活化物质使斜纹夜蛾细胞受到了严重的氧化损伤。\n 本论文将氯丙炔菊酯与光活化结构片段偶联，验证了氯丙炔菊酯噻吩系列衍生物的光活化生物活性，且对斜纹夜蛾细胞有明显的氧化损伤作用，具备了氯丙炔菊酯的活性及光活化物质的典型特征，达到了光活化氯丙炔菊酯的预期构想。

关键词：斜纹夜蛾细胞毒理拟除虫菊酯仿生合成光稳定型光活化无公害农药

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一株枯草芽孢杆菌降解黄曲霉毒素B_(1)产物分析

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生物技术通报 2021年第12期37卷 82-90页

作者：唐璎黄佳邓展瑞杨晓楠甘肃省产品质量监督检验研究院兰州730050

为丰富生物降解黄曲霉毒素B_(1)资源,研究菌株降解机制及产物毒性。通过液相色谱串联三重四级杆质谱仪(UPLC-MS/MS)及核磁共振氢谱(^(1)H NMR)检测一株枯草芽孢杆菌WTX1降解黄曲霉毒素B_(1)(aflatoxin B_(1),AFB_(1))产物,并将降解产物... 详细信息

为丰富生物降解黄曲霉毒素B_(1)资源,研究菌株降解机制及产物毒性。通过液相色谱串联三重四级杆质谱仪(UPLC-MS/MS)及核磁共振氢谱(^(1)H NMR)检测一株枯草芽孢杆菌WTX1降解黄曲霉毒素B_(1)(aflatoxin B_(1),AFB_(1))产物,并将降解产物进行细胞毒理实验。菌株WTX1降解AFB_(1)机制是破坏AFB_(1)结构中的呋喃环二氢双键、香兰素内脂环及戊烯酮环结构,形成小分子化合物,达到脱毒效果。细胞毒理实验证实菌株WTX1降解AFB_(1)产物基本对细胞无毒。菌株WTX1降解机制是破坏AFB_(1)结构中的致毒致变异结构,产生小分子化合物。WTX1降解AFB_(1)的产物对细胞无致突变性,无毒性。后期研究菌株降解AFB_(1)起主要作用的物质,为工业化去除AFB_(1)毒素提供新思路。

关键词：黄曲霉毒素B_(1) 枯草芽孢杆菌产物分析细胞毒理

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微/纳塑料粒子及与苯并芘复合物的细胞行为研究

微/纳塑料粒子及与苯并芘复合物的细胞行为研究

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作者：纪云霞山东师范大学

学位级别：博士

微/纳塑料(MPs/NPs)是近年来备受关注的一类新型污染物,且已经出现在许多实际环境中。它们粒径很小而具有很大的比表面积,可能会引起严重的环境生物风险。目前,MPs/NPs的毒性评估已从物理化学性质的基础研究拓展到环境相关性方面研究。... 详细信息

微/纳塑料(MPs/NPs)是近年来备受关注的一类新型污染物,且已经出现在许多实际环境中。它们粒径很小而具有很大的比表面积,可能会引起严重的环境生物风险。目前,MPs/NPs的毒性评估已从物理化学性质的基础研究拓展到环境相关性方面研究。在本论文中,我们制备了几种的MPs/NPs模型粒子,从复合污染物、蛋白晕和环境真实性等角度考察它们的毒性学效应,主要研究内容如下。1.苯并[a]芘纳米粒子尺寸及在微塑料上吸附的细胞毒性苯并[a]芘(Bap)是一种大气雾霾中的有机污染物,通常富集在小水滴和颗粒物上。Bap在水中的存在形式将关联其对呼吸系统的生物效应。研究结果表明,Bap在水中可自聚集纳米簇(NCs),其粒径受多种因素的影响,不同尺寸的Bap NCs呈现不同的细胞毒性。Bap NCs的尺寸是决定Bap细胞毒性的重要参数,如小粒径Bap NCs(S-Bap)以比大粒径Bap NCs(L-Bap)更快的内化速度进入肺上皮细胞(A549细胞系)。以190 nm聚苯乙烯(PS)颗粒作为微塑料(MPs)模型时,Bap可稳定地吸附在PS上形成PS@Bap复合物,MPs作为载体携带Bap进入细胞,在PS@Bap上Bap诱发的细胞毒性受Bap NCs粒径的影响减小。在内吞作用的早期阶段,PS@Bap复合物中的Bap随着溶酶体运输和成熟从PS上脱离。脱落的Bap绕过溶酶体途径,以Bap NCs形式释放到细胞质或重新定位到内质网中。而无Bap的PS倾向于进入线粒体或经溶酶体途径排出细胞。自由态和复合态的Bap都能够引起线粒体膜损伤,并通过线粒体途径诱发凋亡。2.粘蛋白晕对微塑料的细胞内行为的影响MPs对人体健康的影响研究目前主要集中于饮食暴露,仅有少量报告关注呼吸暴露途径。MPs进入呼吸系统后,与富含粘蛋白的黏液相互作用,形成蛋白晕。蛋白晕的覆盖可能改变MPs的物化性质,赋予它们新的生物学特征,从而影响与肺部细胞相互作用。以190 nm聚苯乙烯纳米粒子为MPs模型,研究其与粘蛋白(Mucin)的相互作用及其生物学效应,观察到Mucin晕稳定粘附在MPs表面,明显改变了MPs在A549细胞中的行为。Mucin晕在内吞作用的早期阶段,与PS稳定吸附,并随着溶酶体转运和成熟过程中降解;Mucin增加PS的摄取,延迟细胞内PS的转运,从而增加细胞内含量。Mucin吸附到PS表面,类似PS无明显的细胞毒性。3.粘蛋白晕对PS@Bap污染物的细胞行为影响为阐明蛋白晕如何影响微塑料复合污染颗粒的细胞毒性,将Mucin和PS分别用FITC和Nile red染料进行荧光标记,结合Bap自发蓝色荧光,通过荧光成像以原位动态方式检测其细胞内行为。基于细胞活力检测、活性氧(ROS)生成、线粒体功能受损和细胞凋亡进一步解释Mucin对PS@Bap的影响机理。结果表明:1)Mucin在内吞早期阶段能够稳定地吸附在PS@Bap上,随着溶酶体转运而降解;2)与PS@Bap相比,Mucin能够延缓PS@Bap的胞内转运以及Bap与PS解离;3)Mucin增强A549细胞对PS和PS@Bap的摄取,但会降低PS@Bap的细胞毒性,包括减少PS@Bap对细胞活力抑制、诱导ROS增加、导致线粒体功能紊乱、介导细胞凋亡等。此外,体内研究还证实了PS对Bap诱导的小鼠急性肺炎反应具有加重作用。4.环境相关微/纳米塑料的制备及斑马鱼胚胎发育毒性评估目前研究主要以实验室制备的聚苯乙烯MPs/NPs为模型粒子,其它塑料种类的MPs/NPs(如聚氯乙烯(PVC)MPs/NPs)的毒性效应未得到明确研究,不利于对MPs/NPs的环境和生物学效应的全面理解。本研究提出了一种简单的制备MPs/NPs通用方法,以浸没式搅拌机的机械破碎为基础,以PVC电线管为原料,结合差速离心,可获得几纳米到若干微米范围内的PVC MPs/NPs。使用发育中的斑马鱼胚胎作为动物模型,观察PVC MPs/NPs的生物蓄积和体内毒性,并从孵化率、心率、死亡率、畸形和ROS生成等方面考察了PVC MPs/NPs的尺寸、浓度依赖性毒性,表明PVC MPs/NPs通过对下丘脑-垂体-甲状腺轴(HPT轴)的干扰而诱发畸形和生长抑制。5.环境相关的PVC MPs/NPs诱导的物理和化学损伤采用机械破碎法,直接破碎PVC电线管制备PVC MPs/NPs,能保留了PVC的化学特性,并模拟塑料在自然界中的机械分解过程。采用斑马鱼胚胎作为动物模型考察PVC MPs/NPs的生物蓄积和体内毒性,并从MPs/NPs的物理因素、化学因素、物理和化学因素的联合效应方面研究了环境相关PVC MPs/NPs的毒性机制,以及尺寸和浓度依赖性的PVC MPs/NPs摄取和积累。从孵化率、心率、死亡率、畸形和ROS生成方面证实MPs/NPs物理因素能够抑制斑马鱼胚胎孵

关键词：微/纳米塑料复合污染物蛋白晕环境相关性细胞毒理

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悦目金蛛粗毒的提取和制备

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时珍国医国药 2010年第1期21卷 164-166页

作者：陈连水张浩袁凤辉毛月祥曹宁朱茫东华理工大学江西抚州344000 东华理工大学生物系

目的了解掌握悦目金蛛生活习性和形态特征,分析毒腺形态与体量的相关性,优化明确制毒路线,获得较纯生理活性较高的蜘蛛粗毒。方法通过毒腺形态解剖,借助数理统计方法分析了毒腺形态与蜘蛛体量的相关性;采用毒腺解剖法直接获取性质稳定... 详细信息

目的了解掌握悦目金蛛生活习性和形态特征,分析毒腺形态与体量的相关性,优化明确制毒路线,获得较纯生理活性较高的蜘蛛粗毒。方法通过毒腺形态解剖,借助数理统计方法分析了毒腺形态与蜘蛛体量的相关性;采用毒腺解剖法直接获取性质稳定和最多量的蛛毒粗品,以鸡红细胞为模型检验了粗毒效价,探索了毒素离子通道抑制类型。结果毒腺重量与体量呈正相关,按照优化后的制备方法和技术线路,制得5 mg悦目金蛛粗毒;悦目金蛛毒素有促进红细胞凝集和裂解作用,在钙离子环境下毒素对红细胞的裂解作用更强。结论利用毒腺解剖法能够获得最大量更高纯度的蛛毒,初步确定了蛛毒当中含有凝集素和磷脂酶两种成分。

关键词：悦目金蛛毒腺解剖粗毒细胞毒理

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四溴双酚A（TBBPS）低剂量暴露的细胞毒性效应及具代谢机制

四溴双酚A（TBBPS）低剂量暴露的细胞毒性效应及具代谢机制

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作者：卢莉蓉广东工业大学

学位级别：硕士

溴代阻燃剂(BFR)作为防火添加剂广泛应用于塑料、纺织品、电子电器设备、电灯插座、水管、保温棉等商用产品的生产过程中用于产品的防火。其中四溴双酚A(TBBPA)是最常见的典型阻燃剂之一,其占据了溴代阻燃剂市场的约60%。但是在产品生... 详细信息

溴代阻燃剂(BFR)作为防火添加剂广泛应用于塑料、纺织品、电子电器设备、电灯插座、水管、保温棉等商用产品的生产过程中用于产品的防火。其中四溴双酚A(TBBPA)是最常见的典型阻燃剂之一,其占据了溴代阻燃剂市场的约60%。但是在产品生产和使用的过程中会有部分TBBPA释放到环境中,有研究发现在电子工业的空气样品、河流水体及沉积物和污水污泥样品中都有四溴双酚A的检出。一些研究报道了TBBPA能在孕妇和哺乳妇女的血清、脐血和母乳等中积累。且由于据报道TBBPA在人类中的半衰期约为两天,生物积累表明母亲在日常生活中长期暴露于此。同时在婴儿血清中检出的TBBPA浓度为母亲中检出的2～5倍,说明了TBBPA暴露在人类发育过程中具有特殊风险。目前已有研究表明TBBPA具有影响神经发育、扰乱内分泌系统、增加肿瘤发生等风险。在本论文的研究中,采用人体肝癌细胞Hep G2细胞株系,通过采用人体血浆中残留的TBBPA浓度来开展了细胞暴露实验,从细胞生理毒性效应及细胞转录组表达变化两个方面,分析了TBBPA长期暴露对职业人群可能造成的健康风险。我们主要研究了在职业暴露人群暴露水平下的低剂量TBBPA长期暴露细胞生理效应,通过测序结果分析了转录组调控差异,开展了通路验证与机制分析。本论文主要的研究内容和结果如下:首先,从细胞增殖、损伤、氧化应激与凋亡四个层面开展了细胞生理毒性效应分析,分析结果表明:长期暴露于低剂量TBBPA,显著促进了Hep G2细胞的增殖活性与迁移活性。连续5代暴露于1 n M TBBPA的细胞增殖活性为空白对照组的1.56倍。此外,长期暴露于TBBPA可使线粒体释放的活性氧(ROS)水平增加一倍,促进腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMPK)基因表达水平的上调,进而促进细胞增殖生存的能力。ROS通过线粒体膜电位(MMP)介导细胞凋亡过程,介导线粒体膜电位上升,线粒体活性增强,细胞处于超极化状态,抑制了细胞的早期凋亡进程,然而,与此同时,长期暴露于TBBPA的细胞中负责调控细胞凋亡相关的化学信号释放的基因含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶Caspase-3和Caspase-9表达量上调,最终导致凋亡细胞整体占比增加。表明职业暴露人群暴露水平下的低剂量TBBPA长期暴露即激活了Hep G2细胞的生存自救机制,促进了细胞的增殖活性与线粒体的超极化,与此同时,也对细胞造成了毒性损伤,使得细胞活性氧产生量偏高,诱导释放细胞凋亡的化学信号蛋白的基因表达上调,进而导致凋亡细胞占比上升。其次,开展了职业暴露人群暴露水平下的低剂量的TBBPA长期暴露的Hep G2细胞的转录组测序及结果分析,分析结果表明:低剂量TBBPA长期暴露能够对Hep G2细胞基因表达调控造成干扰,细胞生理过程及细胞组分相关基因的表达调控过程受到影响,也干扰了细胞脂质代谢、维生素代谢、核苷酸代谢及蛋白质代谢相关基因的表达,通过q-PCR检测证实了Ras信号通路被生长因子激活,介导细胞解毒机制,进而延长癌细胞的寿命。同时通过真核转录组测序结果表明TBBPA的内分泌干扰效应与其诱导甲状腺激素及甲旁腺激素受体上调有关q-PCR检测证明TBBPA暴露逐代介导甲状腺激素及甲旁腺激素通路相关基因表达水平上调,且上调水平与暴露周期成比例。TBBPA与甲状腺激素受体拮抗剂(TR Antagonist 1)共暴露5代后明显导致甲状腺激素及甲旁腺激素受体低表达,同时也抑制了Ras通路的激活,证明了低剂量TBBPA的毒性效应与甲状腺激素受体有直接关联。综上所述,本论文分别从细胞生理毒性效应和基因表达水平两个层面研究了典型溴代阻燃剂TBBPA在低剂量暴露情况下对人体代谢系统产生的一系列毒性效应和损伤作用。研究发现在长期暴露于低剂量TBBPA的情况下,人体肝癌细胞Hep G2会产生氧化应激,造成毒性损伤,同时也激活了自身的生存机制,诱导癌基因的高表达,逐代诱导甲状腺激素及甲旁腺激素受体相关基因的高表达。本论文取得的研究结果揭示了对于人体日常暴露水平的TBBPA情况下存在的健康暴露风险,并为典型毒害污染物对人体的长期暴露毒性和毒害作用机制的研究提供一定的借鉴意义。

关键词：四溴双酚A 职业暴露水平多代暴露细胞毒理 Ras信号通路

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两种纳米颗粒对纤毛虫冠突伪尾柱虫的细胞毒性效应研究

两种纳米颗粒对纤毛虫冠突伪尾柱虫的细胞毒性效应研究

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作者：吕洋华东师范大学

学位级别：硕士

随着纳米科技的发展,纳米银和纳米二氧化钛颗粒在人类生活中的应用日益广泛,它们进入水环境中会对生活在其中的生物体产生毒性效应。纤毛虫原生动物为单细胞真核生物,广泛分布于水环境中,对外界环境的刺激比较敏感,且处于水体食物链的底... 详细信息

随着纳米科技的发展,纳米银和纳米二氧化钛颗粒在人类生活中的应用日益广泛,它们进入水环境中会对生活在其中的生物体产生毒性效应。纤毛虫原生动物为单细胞真核生物,广泛分布于水环境中,对外界环境的刺激比较敏感,且处于水体食物链的底层,是良好的风险评估模式生物,其中,单细胞腹毛类纤毛虫冠突伪尾柱虫(Pseudourostyla cristata)具有表膜薄且身体柔软的特点。因此,本实验选用其为受试生物,研究粒径30 nm的圆球形纳米银和纳米二氧化钛颗粒对细胞产生的急、慢性毒性效应;采用透射电镜、AO-PI双重荧光染色、傅里叶红外光谱、超氧化物阴离子荧光探针、线粒体跨膜电位检测探针和抗氧化酶活性测定的技术,初步探究两种纳米颗粒对冠突伪尾柱虫产生毒性效应的细胞学机制。结果如下:1.两种纳米颗粒对冠突伪尾柱虫的毒性效应利用纳米银和纳米二氧化钛颗粒分别对细胞进行24 h急性毒性实验,结果显示,细胞死亡率和繁殖抑制率与浓度梯度的对数值均呈线性关系,纳米银颗粒和纳米二氧化钛颗粒对冠突伪尾柱虫的半数致死浓度(24h-LC)分别为1.21×10 mg/L和138.75 mg/L,最低效应浓度(24h-LC)分别为4.62×10 mg/L和122.59mg/L,半数效应浓度(24h-EC)分别为3.55×10 mg/L和88.85 mg/L,说明纳米银颗粒对冠突伪尾柱虫产生的急性毒性效应大于纳米二氧化钛颗粒。此外,这两种纳米颗粒均对细胞产生了慢性毒性效应,即对细胞增长繁殖存在抑制作用,并且纳米银颗粒的慢性毒性效应较强。2.两种纳米颗粒对冠突伪尾柱虫毒性效应的细胞学机制初步探究通过AO-PI双重荧光染色结合透射电镜观察发现,高浓度(24h-LC)的纳米银颗粒会使细胞内产生大量处于不同时期的溶酶体,高浓度和低浓度(24h-EC)的纳米二氧化钛颗粒均造成细胞膜结构不同程度的损伤,但未观察到两种浓度的纳米银颗粒对细胞膜结构的破坏。利用傅里叶红外光谱检测发现,高浓度的纳米银颗粒会使组成细胞膜化学成分的γ(=C-H)、-COO-、ν(PO)、多糖的δ(C-OH)基团含量减少;高、低浓度的纳米二氧化钛颗粒处理不仅使上述基团的含量远少于纳米银颗粒处理组,还会产生大量的RHC=O基团,并造成amideⅠ基团完全消失。综上所述,纳米二氧化钛颗粒对细胞膜结构和化学成分的破坏程度更强。超氧化物阴离子荧光探针、线粒体跨膜电位检测探针、透射电镜观察和抗氧化酶活性测量的结果显示,与纳米二氧化钛颗粒处理组相比,纳米银颗粒使细胞内产生更多的活性氧簇,同时引起线粒体跨膜电位显著降低,并造成线粒体结构的严重破坏。此外,纳米银颗粒对超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性影响均大于纳米二氧化钛颗粒处理组,说明纳米银颗粒对细胞造成的氧化应激损伤强于纳米二氧化钛颗粒。综上,本研究通过比较纳米银颗粒和纳米二氧化钛颗粒对冠突伪尾柱虫与其他模式生物之间的急、慢性毒性效应差异,首次提出冠突伪尾柱虫可作为早期预测纳米材料环境风险的模式生物的建议。本实验首次采用多种显微观察术与傅里叶红外光谱检测相结合的方法对纳米二氧化钛颗粒的致毒机制进行初步探究,得出纳米二氧化钛颗粒主要通过破坏细胞膜而对细胞产生毒性效应的结论。本文从细胞内的细胞器变化及其生化指标的角度初步探究纳米银颗粒的致毒机制,发现纳米银颗粒主要通过破坏线粒体,引起细胞内剧烈的氧化应激反应,最终导致细胞凋亡。

关键词：纳米银颗粒纳米二氧化钛颗粒急性毒性慢性毒性细胞毒理

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四溴双酚A和十溴联苯醚对人体呼吸系统细胞以及蛋白的毒性效应研究

四溴双酚A和十溴联苯醚对人体呼吸系统细胞以及蛋白的毒性效应研究

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作者：宁美霖广东工业大学

学位级别：硕士

溴代阻燃剂(Brominated Flame Retardants,BFRs)是一种应用量较大的化学品,广泛用于印刷电路板及其它聚合材料的阻燃剂中,其作为环境污染物也普遍存在于各种非生物和生物介质中。其中最为典型的BFRs为四溴双酚A(Tetrabrobisphenol A,TBB... 详细信息

溴代阻燃剂(Brominated Flame Retardants,BFRs)是一种应用量较大的化学品,广泛用于印刷电路板及其它聚合材料的阻燃剂中,其作为环境污染物也普遍存在于各种非生物和生物介质中。其中最为典型的BFRs为四溴双酚A(Tetrabrobisphenol A,TBBPA)和多溴联苯醚(Poly Brominated Diphenyl Ethers,PBDEs)。目前,对于TBBPA和PBDEs作用于人体的器官组织毒性有了大量的研究,然而,关于TBBPA和PBDEs对人体呼吸系统毒性研究仍然有限。因此,本研究以TBBPA和BDE209作为BFRs的典型代表,采用人体支气管细胞Beas2B和肺上皮细胞16HBE以及人体血清白蛋白(Human Serum Albumin,HSA)作为研究对象,分别从细胞和蛋白两个层面开展了TBBPA和BDE209对人体的呼吸暴露毒性研究。(1)首先从细胞的层面研究了TBBPA对人体呼吸系统细胞Beas2B和16HBE的毒性损伤作用。结果显示,随着TBBPA的暴露浓度从0增加至50μM,两种细胞的存活率均逐渐下降,细胞通透性不断提高。这说明越高浓度的TBBPA对细胞的活力及结构产生更为严重的损伤作用。此外,流式细胞仪分析也表明了细胞在暴露后出现了部分凋亡,且随着浓度的提高,凋亡率也随之提高。然而,在高浓度的刺激下,大多数细胞会直接进入到死亡阶段而没有出现凋亡的过程。进一步,通过基因表达测定分析发现与细胞凋亡相关基因p53、Survivin、bax、bcl-2、Caspase-3、Caspase-9的表达量均出现不同程度的上调,其中24小时的暴露相较于12小时会激发更为强烈的表达上调。两种呼吸系统细胞的Caspase-3、Survivin基因在受到不同浓度的TBBPA暴露刺激后均出现了急剧的表达上调(2～9倍),Caspase-9、bcl-2、bax基因出现了轻微的表达上调(1～6倍),p53基因表达趋于稳定。根据Caspase-9、Caspase-3、bcl-2、bax这四个基因表达的上调,可以推测细胞凋亡的线粒体通路可能被激活。除此之外,bcl-2和bax作为一对相互拮抗的基因,均表现出了相同的表达趋势。一方面bcl-2可以抑制细胞凋亡的进行,与此同时bax的表达也在抑制bcl-2的作用,这表明细胞受到刺激后发生的凋亡也是其细胞内部平衡变化的结果。此外,对暴露过程中细胞胞内活性氧(ROSs)组分、抗氧化性酶SOD和CAT活力进行了测定,结果显示:两种细胞内的ROSs组分和抗氧化性酶的活性均出现明显的提高,表明细胞在TBBPA暴露过程中受到了一定的氧化损伤并出现了氧化应激。进一步,通过对比研究发现Beas2B细胞相较于16HBE细胞对TBBPA具有更强的耐受性。(2)进一步,从蛋白的层面揭示人体HSA受到TBBPA和BDE209的暴露后出现的构型及其潜在的功能影响。光谱实验研究表明,TBBPA、BDE209均能诱导HSA构象变化,HSA的α螺旋含量下降,二级结构变得不稳定,且Trp残基周围疏水性增加。这表明TBBPA和BDE209具有潜在的蛋白毒性作用,可能会导致相关蛋白的功能损伤。其中TBBPA比BDE209的作用要更为显著。此外,对于TBBPA和BDE209与HSA蛋白存在的结合位点进行了理论计算分析,TBBPA在HSA的结合位点附近的氨基酸为ARG484、LEU481、GLU450、VAL344、TRP214、LYS199和LEU198氨基酸残基。BDE209在HSA的结合位点附近的氨基酸为HIS288、ARG257、CYS245、HIS242、LYS199、GLN196、GLU153、TYR150。基于结合位点的结果对TBBPA和BDE209与HSA的相互作用进行了理论计算分析,结果表明与实验结果呈现一致,BDE209的结合能(-ΔG结合为6.35 kcal/mol)要低于TBBPA(-ΔG结合为6.78 kcal/mol)。其可能的原因是BDE209没有用于形成氢键的H原子且分子量更大疏水性更强,而TBBPA含有多个H原子且分子量较小、疏水性较弱。因此,TBBPA更容易与HSA蛋白结合,这也与实验结果表现出一致,其中TBBPA能够对蛋白造成更为显著的影响。综上所述,本论文从细胞和蛋白两个层面研究了典型溴代阻燃剂对人体呼吸系统产生的一系列毒性和损伤作用。在受到TBBPA的暴露刺激后,人呼吸系统相关细胞会受到明显的毒性刺激,导致细胞出现过氧化以及胞内氧化应激,并诱导细胞凋亡。此外,在损伤的过程中,细胞的通透性也会增大,增加细胞内物质和污染物的接触风险。并且,TBBPA和BDE209还会与HSA进行相互结合,直接影响蛋白在结构和功能上的变化。本研究揭示了典型溴代阻燃剂对于人体存在的

关键词：溴代阻燃剂四溴双酚A 十溴联苯醚细胞毒理蛋白损伤

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光敏纳米粒子/聚合物基复合制剂的辐射构建及其生物效应

光敏纳米粒子/聚合物基复合制剂的辐射构建及其生物效应

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作者：李婷婷湖北科技学院

学位级别：硕士

光敏纳米粒子广义上来说就是利用光产生氧化反应的纳米粒子,已被广泛应用于环境保护、污水处理、航空航天以及生物医学等领域。常见的种类有金属纳米粒子、非金属类纳米粒子、碳基类纳米粒子等。本文主要研究三部分:(1)以两种不同的配... 详细信息

光敏纳米粒子广义上来说就是利用光产生氧化反应的纳米粒子,已被广泛应用于环境保护、污水处理、航空航天以及生物医学等领域。常见的种类有金属纳米粒子、非金属类纳米粒子、碳基类纳米粒子等。本文主要研究三部分:(1)以两种不同的配体制备CdS QDs,通过MTT实验研究量子点影响细胞活性的机理,结果表明:与配体较长、尺寸较大的MPA-CdS量子点相比,配体较短、尺寸较小的TGA-CdS量子点对MC3T3-E1细胞具有更显著的细胞毒性;(2)通过电子束辐照接枝-开环技术制备强亲水性、强吸附性、催化能力强的TiO-GMA/NMG,通过光催化性能实验、抗菌试验以及细胞毒性试验,结果显示:TiO-GMA/NMG能应用于污水中重金属的去除,且TiO-GMA/NMG具有光敏抗菌活性,细胞毒理实验也证实其具有一定生物相容性;(3)通过辐射交联技术制备以光敏粒子g-CN为主的光敏抗菌水凝胶,通过抑菌圈法以及平板计数法实验,研究发现:g-CN/CMCS/PVA水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有一定的光敏抗菌协同效应,而且g-CN/CMCS/PVA水凝胶对大肠杆菌的抗菌效果大于金黄色葡萄球菌。同时,通过细胞毒理实验也证实其具有较好的生物活性,该水凝胶有望在化妆品、医用敷料和环境保护等领域具有较大的应用潜力。第一部分:水溶性CdS量子点的原位辐射合成及其对小鼠胚胎成骨细胞前体MC3T3-E1细胞的细胞毒性利用原位电子束辐射在室温条件下成功地制备了巯基乙酸(TGA)和巯基丙酸(MPA)两种配体包覆CdS量子点。通过FTIR、UV-vis、XRD、DLS、XPS、Inverted-FL、BET、FE-SEM和HR-TEM等手段对CdS量子点的形貌和微观结构进行了分析。本研究考察了不同配体和CdS量子点大小对小鼠胚胎成骨前体细胞(MC3T3-E1)细胞毒性的影响。结果表明,水溶性CdS QDs对MC3T3-E1细胞具有一定的毒力和抑制作用。特别的是,与配体较长、尺寸较大的MPA-CdS量子点相比,配体较短、尺寸较小的TGA-CdS量子点对MC3T3-E1细胞具有更显著的细胞毒性。建立了细胞毒性行为的可能机制。本工作将有助于利用电子束辐射法设计和修饰CdS量子点,以检测量子点对MC3T3-E1细胞的细胞毒性,并进一步促进细胞成像和组织工程应用。第二部分:超强亲水性纳米TiO的预辐射接枝-开环制备及其生物学使役行为通过预辐射接枝和开环反应制备了一种新型的TiO-g-GMA/NMG(TGN)光催化剂,增强了对细菌的抗菌性能以及对Cr(Ⅵ)的吸附-光催化还原性能。通过FTIR、TG、XRD、DRS、XPS、BET和接触角表征了光催化剂的表面和微观结构。用FE-SEM和HR-TEM对TGN进行了形貌表征。在混合光下,通过抗菌试验实验得出结论,TGN对***与***在光照条件下均有一定的抑制作用。相比而言TGN与细菌表面接触面积更大,也更容易侵入细菌细胞壁,对细菌的抑制作用更显著。通过细胞毒性实验得出结论TiO、TiO-GMA、TiO-GMA/NMG均抑制L929的细胞存活率,其中TiO-GMA显著抑制细胞活力。当TiO-GMA浓度从30μg/mL增加到600μg/mL时,细胞存活率从82.21%下降到56.38%。在混合光条件下,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),测试了TGN的高活性。结果表明,在NMG(18 wt%)和60 k Gy适当剂量下,TGN 1h对Cr(Ⅵ)的去除率最高,为81.8%。此外,还提出了TGN三种吸附-光催化还原Cr(Ⅵ)的机理。这种TGN络合物光催化剂在含高价重金属离子水污染处理领域具有良好的应用潜力。第三部分:g-CN/CMCS/PVA光敏抗菌水凝胶的辐射构建及其光敏抗菌与细胞活性以聚乙烯醇、羧甲基壳聚糖和纳米g-CN为原料,经冻融循环和电子束辐射制备了g-CN/羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇三元复合水凝胶。通过热重、傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射等方法验证了复合水凝胶中g-CN的存在。通过抑菌圈法以及平板技术法得出结论:g-CN/CMCS/PVA对大肠杆菌的抗菌效果大于金黄色葡萄球菌,g-CN/PVA水凝胶对金黄色葡萄球菌的抗菌效果大于大肠杆菌。通过细胞毒性实验得出结论:得出结论CMCS、PVA的生物相容性较好。三元水凝胶g-CN/CMCS/PVA促进L929细胞的增殖,细胞存活率为112.89%。因此,我们有可能开发出一种具有光敏抗菌活性的新型生物相容性良好的水凝胶,在化妆品、医用敷料和环境保护等领域具有巨大的应用潜力。

关键词：电子束辐射 CdS量子点细胞毒性 MC3T3-E1细胞体外二氧化钛接枝铬(Ⅵ)离子吸附-光催化细胞毒理 g-C3N4 辐射交联水凝胶光敏抗菌

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