Studies on the toxicological effects of silver nanoparticles on mytilus galloprovincialis

纳米科技是当今社会发展最快的学科之一。纳米材料具有多种不同于常规宏观材料的特殊性质，被广泛应用于生产、生活、医疗及环境治理等领域中，然而纳米材料无论是在生产还是产品应用的过程中都可以进入环境，最终会汇聚到水环境中，并可能对环境生物和人类健康造成不利的影响。 本研究选择纳米产品中应用最广泛的纳米银（AgNPs）为研究对象，以近岸海域广泛分布的海洋环境监测生物紫贻贝为受试生物，利用荧光定量PCR、酶活性测定、组织切片以及流式细胞术等手段，探讨AgNPs对紫贻贝的毒理效应机制，从而为纳米科技的健康和可持续发展，以及海洋环境生物监测的执行和发展提供科学依据。研究结果如下： 利用RACE技术从紫贻贝cDNA文库中的EST序列中克隆获得四种热休克蛋白基因（HSPA12A、TCTP、sHSP22和sHSP24.1），其cDNA全长分别为2039、950、962和989 bp，编码区分别编码491、171、181和247个氨基酸。采用实时荧光定量PCR方法分析了四种HSPs的组织表达情况，发现HSPA12A、TCTP、sHSPs22和sHSPs24.1分别在性腺、肌肉、肌肉和性腺中表达量最高，且四种HSPs基因在肝胰腺和鳃组织中均为组成性表达。 在AgNPs暴露实验中，分别从抗氧化酶活性、细胞凋亡、组织病理、免疫毒性及基因表达等方面，研究了30~50和~10 nm AgNPs在50和500 &mu;g/L浓度条件下，对紫贻贝的综合毒理效应。结果表明： （1）肝胰腺和鳃组织对Ag都有较强的富集作用，且Ag在肝胰腺中的富集量高于鳃组织，高浓度暴露组的Ag组织富集量高于低浓度组的。 （2）由四种HSPs（HSPA12A、TCTP、sHSP22和sHSP24.1）及六种凋亡相关基因（caspase8、caspase2、caspase3/7-1、p63、Bcl-2和Ras）的表达变化情况可知，这些基因在AgNPs暴露96 h后，主要发挥抗凋亡作用，暴露30 d后，主要表现为促凋亡作用。且从中可推断出HSPs的两种可能的抗凋亡途径，即抑制凋亡诱导因子和结合Bcl-2抗凋亡家族的基因。 （3）由两种金属硫蛋白（MT10-III和MT20-IV）的表达变化情况可知，重金属Ag的解毒过程主要发生在肝胰腺组织中。 （4）在AgNPs暴露过程中，鳃组织的氧化应激较肝胰腺强烈，且由抗氧化系统的反应可推测出SOD、CAT和GSH及sHSPs和GSH可能分别共同参与了紫贻贝肝胰腺抗氧化过程。 （5）暴露30 d后的肝胰腺组织病理现象较96 h严重，暴露96 h和30 d后的鳃组织都出现了相似程度的组织病理现象，且结合组织微结构的病理变化及细胞中荧光标记的DNA片段的出现，可推断AgNPs暴露使紫贻贝组织中出现了细胞早期凋亡现象。 （6）在AgNPs暴露过程中，血细胞免疫系统中未出现严重的毒性效应，但诱导产生了免疫应答反应。<br /

Study on the effects of As （Ⅲ） exposure on antioxidant enzymes and lipid peroxidation of Mytilus galloprovincialis

为探讨As（Ⅲ）对紫贻贝（Mytilus galloprovincialis）肝胰腺和鳃组织抗氧化能力的影响,测定了1、10、100 μg/LAs （Ⅲ）暴露30天后,肝胰腺和鳃组织超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽巯基转移酶（GST）的活性变化以及谷胱甘肽（GSH）和丙二醛（MDA）含量的变化.结果发现：As（Ⅲ）暴露对紫贻贝肝胰腺CAT、SOD、GST活性以及GSH含量无显著影响,高浓度As（Ⅲ）暴露可诱导MDA含量的显著升高;对鳃组织而言,中等剂量暴露组CAT活性以及GSH含量较对照组水平极显著升高,高剂量As（Ⅲ）暴露组MDA含量较对照组也显著升高 研究结果表明,低浓度As（Ⅲ）长期暴露即可导致紫贻贝产生氧化胁迫,导致肝胰腺和鳃组织的脂质过氧化,且As（Ⅲ）对紫贻贝鳃组织的影响较肝胰腺组织更加显