纳米二氧化硅对斑马鱼胚胎发育的毒性

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1、学校代码10459学号或申请号201212272873密级硕士学位论文纳米二氧化硅对斑马鱼胚胎发育的毒性作者姓名：杨维超导师姓名：吴卫东教授彭双清研究员学科门类：医学专业名称：劳动卫生与环境卫生学培养院系：公共卫生学院完成时间：2015年4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterToxicEffectofSilicaNanoparticlesontheDevelopmentofZebrafishEmbryosandLarvaeByWeicha

2、oYangSupervisor:Prof.WeidongWuProf.ShuangqingPengDepartmentofOccupationalHealthandOccupationalDiseasesCollegeofPublicHealthApril,2015原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人或集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任

3、由本人承担。学位论文作者曰期：>/1年/b月R曰：丨学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅;本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位

4、论文作者：^曰期：年6月7曰摘要摘要目的评价纳米二氧化硅（SilicaNanoparticles,SiNPs）对斑马鱼早期发育的毒性效应，发现敏感器官并揭示其可能的分子机制。方法1.SiNPs对斑马鱼早期发育的影响：将斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的SiNPs（37~1500µg/ml）分散体系，以胚胎死亡率，畸形率，孵化率等指标，评价SiNPs对斑马鱼胚胎产生的毒性效应，并通过基准剂量法（BenchmarkDose，BMD）计算各毒性效应的阈值。2.SiNPs对斑马鱼胚胎心脏发育的影响：依据上述实验计算所得的BMD值，设

5、定SiNPs的染毒剂量范围（6~36µg/ml），通过静脉窦和动脉球间距与体长的比值、心包囊相对面积、心包水肿发生率以及心率等指标，评价SiNPs对斑马鱼胚胎心脏形态和功能的影响。另外，通过吖啶橙、TUNEL染色和qRT-PCR技术阐明SiNPs对斑马鱼心脏发育改变的可能机制。3.应用SPSS21.0进行统计学分析，实验数据的统计描述以X±S表示。假设检验采用方差分析及Dunnet法两两比较。检验水准为α=0.05。结果1.SiNPs对斑马鱼早期发育毒性作用的影响(1)SiNPs对斑马鱼的致畸效应存在明显的时间和剂量

6、依赖性（EC50=449µg/ml），染毒后的斑马鱼胚胎表现出多种畸形现象，包括头部发育畸形，心脏畸形，卵黄囊水肿，体轴弯曲，尾部畸形。这些不良反应中，以心脏发育畸形的发生率最为显著。(2)SiNPs能显著地抑制斑马鱼胚胎发育，主要表现为斑马鱼胚胎孵化率降低（EC50=1297µg/ml）、胚胎出膜时间延长，幼鱼对卵黄囊吸收速率减慢以及幼鱼体长减短。(3)SiNPs对斑马鱼胚胎存在致死效应且具有明显剂量和时间依赖性。（LC50=1236µg/ml）。(4)通过基准剂量法计算各毒性效应的发生阈值，致畸效应的BMDL为I

7、摘要2.43μg/ml，抑制孵化效应的BMDL为14.79μg/ml，致死效应的BMDL为18.62μg/ml。2.SiNPs对斑马鱼心脏发育的影响(1)SiNPs能够延长静脉窦与动脉球间距，扩增心包面积，刺激心包水肿发生率显著上升，致使斑马鱼心脏畸形的BMDL值为10.19μg/ml。(2)SiNPs导致胚胎心脏功能改变，主要表现为心动过速与心率失常。(3)心脏组织切片HE染色结果显示，SiNPs暴露可致使心肌细胞数量减少，排列异常，心腔面积减少。(4)AO与TUNEL的实验结果显示SiNPs可致使斑马鱼心肌细胞出

8、现过度凋亡。(5)SiNPs可以刺激细胞凋亡相关基因P53,Bax和Caspase-3表达水平上调并抑制细胞增殖相关基因Bcl-2的表达水平。结论1.纳米二氧化硅可以导致斑马鱼胚胎及幼体出现发育畸形，延迟发育甚至死亡等发育毒性效应。2.纳米二氧化硅可以致使斑马鱼心脏静脉窦-动脉球间距增大，围心包面积扩增，同时还可以改变胚胎心脏功能致使胚胎出现心