纳米铜经口染毒大鼠尿液的代谢组学研究

摘要

目的研究纳米铜经口反复染毒大鼠尿液的代谢表型改变,探讨纳米铜的毒作用特征,并寻找早期损害的代谢标志物。方法雄性Wistar大鼠42只,每组6只分别经口给予溶剂羟丙甲基纤维素(1%HPMC),微米铜(200mg/kg),纳米铜(50、100和200 mg/kg),连续染毒5 d,核磁共振(NMR)分析不同时点收集的24 h尿液,并作血液生化分析和肝肾组织病理学检查。结果纳米铜200 mg/kg连续染毒5 d,大鼠血清丙氨酸转移酶、天冬氨酸转移酶、三酰甘油、总胆红素、总胆汁酸、肌酐和尿素氮均明显升高;肝细胞呈点状或局灶性坏死,肾小管上皮细胞弥漫性坏死;毒性明显重于其余处理组。尿液代谢组学分析表明纳米铜200 mg/kg染毒早期可诱导大鼠尿液中肌酐、牛磺酸和N-乙酰葡糖苷酶水平升高;染毒5 d,尿液中柠檬酸、乳酸和醋酸盐、糖、氨基酸和N-氧三甲胺水平明显升高,肌酐水平降低;纳米铜200 mg/kg组大鼠停止染毒一周,尿液代谢轨迹不能回到处理前状态。结论肝脏和肾脏是纳米铜的靶器官,细胞能量代谢紊乱可能是纳米铜诱导肝肾损害过程中的重要事件,代谢组学分析可作为纳米材料在体毒性评价的技术平台之一。