纳米氧化铝对斑马鱼幼鱼的神经毒性及mTOR基因的作用

摘要：

[背景]纳米氧化铝(AlNPs)由于其独特的理化特性,在光电子学、颜料、催化剂和制陶业等领域有着广泛的应用.在生产过程中AlNPs可能通过生产制造、加工和废料排放等途径直接或间接地进入环境中,然而现有的毒理学信息不足以评估AlNPs对水生生物、职业暴露人群及公众的潜在风险.[目的]本研究旨在探讨AlNPs对斑马鱼幼鱼的神经毒作用及特异性敲低mTOR基因对斑马鱼幼鱼的毒作用.[方法]斑马鱼胚胎在受精后6h分别暴露于6.25、12.5、25.0、50.0、100 mg/L的AlNPs悬浊液,各组均为60颗受精卵.检测幼鱼相应的运动行为学指标,包括:在黑暗状态下的运动能力、趋触反应、光照惊恐反应和黑暗逃避反应;检测氧化应激指标,包括:超氧化物歧化酶活性、乳酸脱氢酶活性;检测幼鱼mTOR和Beclin1基因表达变化.另设置空白对照组、阴性对照组、AlNPs组、mTOR敲低组及mTOR敲低+AlNPs组,在斑马鱼受精卵受精后的20～60min内,暴露于100 mg/L AlNPs悬浊液,并在显微镜下注射反义寡核苷酸特异性敲低m TOR基因,在受精后第6天检测幼鱼的运动行为学改变.[结果]随着AlNPs暴露剂量逐渐加大,斑马鱼在黑暗状态下的自发运动速率呈现逐渐减慢的趋势,在100mg/L时运动速率低于对照组(P=0.003).25、50、100mg/LAlNPs组斑马鱼幼鱼趋触反应明显降低(P＜0.05).在50、100 mg/L时斑马鱼幼鱼光照惊恐反应能力降低(P＜0.05).在25、50、100 mg/L时斑马鱼幼鱼黑暗逃避反应能力降低(P＜0.001).各暴露组超氧化物歧化酶活性均降低(P＜0.001);12.5mg/L及以上组的乳酸脱氢酶活性均降低(P＜0.05).25、50、100mg/LAlNPs组mTOR基因表达均降低(P＜0.05),100mg/L AlNPs组Beclin1基因表达升高(P=0.003).与AlNPs组相比,mTOR敲低+AlNPs组斑马鱼光照惊恐反应和黑暗逃避反应能力降低(均P＜0.05).[结论]斑马鱼胚胎及幼鱼暴露AlNPs可能导致幼鱼运动行为学改变,导致幼鱼产生氧化应激,其机制可能与m TOR基因的表达降低有关.特异性敲低mTOR基因表达使得AlNPs对斑马鱼幼鱼毒性增强.

关键词：纳米氧化铝、mTOR、神经毒性、氧化应激、基因改变、斑马鱼

所属期刊栏目：36

分类号：R114(卫生基础科学)

资助基金：国家自然科学基金项目81673142

在线出版日期：2019-07-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：431-437