纳米四氧化三铁对小鼠的生殖发育毒性及其相关机制探讨

摘要

目的：
　　评估纳米四氧化三铁（Fe3O4）颗粒对小鼠的生殖和发育毒性，并从氧化应激和P38、Nrf2基因调控的角度探讨其影响的可能机制，为今后纳米材料的安全性评估和应用奠定理论基础。
　　方法：
　　⑴采用透射电子显微镜、激光粒度仪、X射线衍射仪等仪器对纳米材料理化性质进行表征。⑵采用6~7周龄ICR小鼠为实验对象，将120只雄性、雌性小鼠，随机分为低（4.5 mg/kg BW）、中（9 mg/kg BW）、高（45 mg/kg BW）剂量纳米Fe3O4染毒组和生理盐水对照组，以尾静脉注射的方式分别对雌雄小鼠染毒30天。检测雄鼠精液质量和雌鼠动情周期变化。ELISA法检测小鼠血清促卵泡激素（FSH）、黄体生成素（LH）、催乳素（PRL）、雌二醇（E2）、睾酮（T）和孕酮（PG）激素水平。HE染色观察小鼠睾丸或卵巢器官的组织病理学变化。用生化试剂盒测定组织SOD活性和MDA含量。实时定量PCR检测P38和Nrf2基因mRNA表达水平。Western blot检测雄鼠睾丸Nrf2蛋白表达量变化。⑶6~7周龄ICR雌性小鼠60只，设置高剂量（45mg/kg BW）染毒组和生理盐水对照组。分别在孕前15日至孕5日，孕5日至孕15日，孕15日至哺乳期21日染毒，共6组，每组小鼠10只。分别观察和检测活胎数、死胎数、吸收胎数，卵巢、胎盘和活胎鼠重量，活胎鼠的体长、尾长和外观、骨骼、内脏畸形等指标。孕鼠卵巢和胎盘作 HE染色观察组织病理学变化。检测子代小鼠生存率及身体发育（耳廓分离、下门齿萌出、睁眼、张耳）和反射发育指标（平面翻正、负趋地性、悬崖回避、空中翻正）。
　　结果：
　　①所用纳米Fe3O4颗粒的粒径约20 nm，球形结构，晶像正常，无杂质。②染毒后小鼠生长正常，各剂量组雄鼠雄鼠精子活性和活率呈降低趋势，且在高剂量组与对照组相比差异具有统计学意义（P<0.05）。高剂量组与对照组相比雌鼠动情间期显著性延长（P<0.05）。随着染毒剂量升高，雌雄小鼠的睾丸和卵巢组织均出现不同程度的病理学变化。各染毒组小鼠睾丸和卵巢组织SOD活性和MDA含量均呈升高的趋势，各剂量组睾丸组织SOD活性和MDA含量与对照组相比差异具有统计学意义（P<0.05），各剂量组卵巢组织 SOD活性和中、高剂量组卵巢组织 MDA含量与对照组相比差异具有统计学意义（P<0.05）。染毒组雌雄小鼠血清生殖激素水平均无明显变化。实时定量PCR结果显示睾丸和卵巢组织中 Nrf2 mRNA表达量呈降低趋势，且中、高剂量组睾丸组织 Nrf2 mRNA表达量显著性低于对照组（P<0.05）。P38 mRNA表达量略微升高，但与对照组相比差异无统计学意义（P>0.05）。Western blot结果显示各剂量组睾丸组织 Nrf2蛋白含量显著性高于对照组（P<0.05）。③孕前15日至孕5日染毒导致雌鼠吸收胎率升高，胎鼠体重和体长下降，与对照组相比差异均具有统计学意义（P<0.05）。孕5日至孕15日染毒导致雌鼠胎盘重量显著性下降（P<0.05），胎盘组织有病理性变化。染毒对小鼠其他生殖发育指标及子代的发育指标均未发现明显影响。
　　结论：
　　纳米Fe3O4颗粒在亚急性的情况下会对雄鼠精子活性和雌鼠动情周期造成影响，且会引起睾丸和卵巢组织病理学变化和氧化应激反应，其对小鼠血清生殖激素无明显影响。纳米 Fe3O4会影响小鼠睾丸中Nrf2基因的表达，该影响的机制仍需进一步探讨。纳米Fe3O4对孕鼠和后代的影响有限，但由于会直接接触人体，该材料的生物安全性还需要更全面和深入的探究。

目录

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中英文缩略词表

第一章 前 言

第二章 纳米Fe3O4对雌雄小鼠生殖毒性的研究

2.1实验材料与试剂

2.2实验方法

2.3结果

2.4讨论

第三章 纳米Fe3O4对雌性小鼠生育力及胚胎发育毒性的研究

3.1实验材料与试剂

3.2实验方法

3.3结果

3.4讨论

结论

参考文献

文献综述:纳米材料的生物安全性研究进展

致谢

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