基于秀丽线虫的多壁碳纳米管毒性效应及miRNA分子调控研究.pdf

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1、博士毕业论文万方数据基于秀丽线虫的多壁碳纳米管毒性效应及miRNA分子调控研究专业名称：速笾堂研究生姓名：逖万方数据ToxicityofMulti--WalledCarbonNanotubesonCaenorhabditiselegansandtherelatedmicroRNAsControlADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityBYAbdelliNouaraSupervisedbyProf．DayongWangInstituteofLifeScienceSout

2、heastUniversityDecember,2013万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：BB△巨L生I．日期：——东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保

3、留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：啦丘k生【导师签名：日期：万方数据摘要近年来，碳纳米管(CNTs)在生物医学和工业生产中均承担着重要的角色。已有研究表明，碳纳米管对环境和生物系统都可产生不利影响，而我们对环境相关剂量下碳纳米管对环境生物的不利影响和作用机制仍然知之甚少。本研究

4、利用模式动物秀丽线虫为研究对象，评价了多壁碳纳米管(MWCNTs)和羧基修饰多壁碳纳米管(MWCNTs—C00H)的毒性效应及作用机制。将L1幼虫暴露于环境相关剂量(O．001—1000ug／L)的MWCNTs和I唧CNTs—COOH中，使用致死率、运动行为、生殖、肠道自发荧光、活性氧(ROS)产生等评价终点进行毒性评价，并进而分析MWCNTs诱导的microRNAs(miRNAs)表达谱的改变，解析候选靶点miRNAs对MWCNTs毒性的分子调控。研究结果显示：当暴露浓度高于O．1腿／L时，MWCNTs可对秀丽

5、线虫的肠道(初级靶器官)产生毒害，而暴露浓度高于0．001l工g／L时可对秀丽线虫的神经元与生殖器官(次级靶器官)功能产生毒害。MWCNTs-COOH对秀丽线虫初级和次级靶器官毒害的浓度高于100心几，表明羧基表面修饰可以有效地降低环境相关剂量下MWCNTs的毒副作用。100I沮g／LMWCNTs—COOH暴露后，材料可通过初级靶器官进入受精囊和胚胎中；而低浓度(10肛g／L)MWCNTs—COOH暴露后，在受精囊和胚胎中却只能检测到痕量或检测不到MWCNTs-COOH。此外，相对高浓度的MWCNTs—COOH暴

6、露可导致秀丽线虫肠道屏障出现高渗透性，而环境相关剂量下MWCNTs—COOH则不会对肠道正常的生物屏障产生影响。进而通过SOLID测序技术分析评估了miRNAs在MWCNTs毒效应中的调控功能。通过将MWCNTs暴露秀丽线虫与对照组的SOLID测序结果对比，共找出了55个异常表达的miRNAs(21个表达上调，34个表达下调)。对这些候选miRNAs的测序结果进行qRT-PCR验证发现候选miRNAs的表达量与MWCNTs呈剂量依赖性。运用www．mirbase．org，http：／／www．targetscan

7、．org等软件对表达量异常的miRNA进行了靶基因预测，并在此基础上运用基因本体论(http：／／www．pantherdb．org／)和KEGGpathway(http：／／david．abcc．nciferf．gov／home．jsp，http：／／www．genome．jp／kegg／)等生物信息学手段进行可能功能分析。结果显示这些候选miRNAs可能参与多种生物学功能。进一步利用相应miRNAs突变体进行功能研究，发现了相应针对MWCNTs的敏感和抗性miRNAs突变体。而且，MWCNTs在这些miRNA

8、s突变体中的分布与有所不同，暗示miRNA通过控制MWCNTs在I万方数据ADissertationSubmittedtoSoutheastUniversity初级(肠道)和次级靶器官(神经元和生殖器官)中的分布与转运来调控其毒性效应形成。总之，本研究提供证据证明了初级靶器官和次级靶器官生物屏障在MWCNTs毒性效应形成中的重要调控功能，其为预防与控制MWCNTs毒副作用