纳米银和银离子对斑马鱼胚胎早期生长发育的影响及作用机制

辛琦, 章强, 程金平. 纳米银和银离子对斑马鱼胚胎早期生长发育的影响及作用机制[J]. 生态毒理学报, 2015, 10(4): 55-64.
引用本文: 辛琦, 章强, 程金平. 纳米银和银离子对斑马鱼胚胎早期生长发育的影响及作用机制[J]. 生态毒理学报, 2015, 10(4): 55-64.
Xin Qi, Zhang Qiang, Cheng Jinping. Effects of Silver Nanoparticles and Silver Ions on the Early Development of Zebrafish Embryos and Toxicity Mechanisms[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2015, 10(4): 55-64.
Citation: Xin Qi, Zhang Qiang, Cheng Jinping. Effects of Silver Nanoparticles and Silver Ions on the Early Development of Zebrafish Embryos and Toxicity Mechanisms[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2015, 10(4): 55-64.

纳米银和银离子对斑马鱼胚胎早期生长发育的影响及作用机制

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(41101489)

    广东省自然科学基金(s2012010010847)

    教育部新世纪优秀人才计划项目(NECT-12-0181)

    河口海岸学国家重点实验室自主课题(2012RCDW-01)

Effects of Silver Nanoparticles and Silver Ions on the Early Development of Zebrafish Embryos and Toxicity Mechanisms

  • Fund Project:
  • 摘要: 为探究纳米银对水生生物的毒性作用,选取斑马鱼胚胎为受试生物,考察了纳米银对斑马鱼胚胎早期生长发育的影响,同时比较了纳米银与银离子对斑马鱼胚胎的毒性作用和机理。实验将受精后4小时(4 hpf)的斑马鱼胚胎分别暴露于不同浓度的纳米银和银离子溶液中至96 hpf,观察并记录了胚胎的死亡、孵化和畸形等指标。应用吖啶橙(AO)染色实验研究了胚胎暴露之后的细胞凋亡情况,并且应用荧光定量PCR技术分析了相关基因的表达水平。研究结果表明,随着暴露浓度的增加,纳米银和银离子均能导致斑马鱼胚胎的死亡率增加和孵化率降低,并且引起孵化延迟。纳米银和银离子的96 h半数致死浓度(96 h-LC50)分别为11.75 mg·L-1和0.054 mg·L-1。银离子毒性远大于纳米银毒性。暴露的斑马鱼胚胎均表现出体长变短和卵黄囊肿大的畸形。AO染色结果表明,纳米银和银离子处理组胚胎的躯干和卵黄囊部位存在细胞凋亡信号。基因表达分析结果显示,1.93 mg·L-1纳米银显著提高了斑马鱼胚胎caspase9的表达(P<0.05),而0.006 mg·L-1的银离子就能显著上调COX-2a(P<0.01)和COX-17(P<0.05)基因的表达,同时0.036 mg·L-1银离子增加了斑马鱼体内p53基因的表达(P<0.05)。以上研究结果说明,纳米银可能通过caspase通路诱导细胞凋亡进而影响斑马鱼胚胎的生长发育;而银离子不但影响氧化系统基因通路,还能通过p53诱导凋亡进而阻滞斑马鱼胚胎的生长发育。
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出版历程

纳米银和银离子对斑马鱼胚胎早期生长发育的影响及作用机制

  • 1 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室;
  • 2 香港城市大学深圳研究院
基金项目:

国家自然科学基金(41101489)

广东省自然科学基金(s2012010010847)

教育部新世纪优秀人才计划项目(NECT-12-0181)

河口海岸学国家重点实验室自主课题(2012RCDW-01)

摘要: 为探究纳米银对水生生物的毒性作用,选取斑马鱼胚胎为受试生物,考察了纳米银对斑马鱼胚胎早期生长发育的影响,同时比较了纳米银与银离子对斑马鱼胚胎的毒性作用和机理。实验将受精后4小时(4 hpf)的斑马鱼胚胎分别暴露于不同浓度的纳米银和银离子溶液中至96 hpf,观察并记录了胚胎的死亡、孵化和畸形等指标。应用吖啶橙(AO)染色实验研究了胚胎暴露之后的细胞凋亡情况,并且应用荧光定量PCR技术分析了相关基因的表达水平。研究结果表明,随着暴露浓度的增加,纳米银和银离子均能导致斑马鱼胚胎的死亡率增加和孵化率降低,并且引起孵化延迟。纳米银和银离子的96 h半数致死浓度(96 h-LC50)分别为11.75 mg·L-1和0.054 mg·L-1。银离子毒性远大于纳米银毒性。暴露的斑马鱼胚胎均表现出体长变短和卵黄囊肿大的畸形。AO染色结果表明,纳米银和银离子处理组胚胎的躯干和卵黄囊部位存在细胞凋亡信号。基因表达分析结果显示,1.93 mg·L-1纳米银显著提高了斑马鱼胚胎caspase9的表达(P<0.05),而0.006 mg·L-1的银离子就能显著上调COX-2a(P<0.01)和COX-17(P<0.05)基因的表达,同时0.036 mg·L-1银离子增加了斑马鱼体内p53基因的表达(P<0.05)。以上研究结果说明,纳米银可能通过caspase通路诱导细胞凋亡进而影响斑马鱼胚胎的生长发育;而银离子不但影响氧化系统基因通路,还能通过p53诱导凋亡进而阻滞斑马鱼胚胎的生长发育。

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