应用斑马鱼模型评价纳米粒子毒性机制的研究进展

纳米科学是21世纪重点支柱领域之一。目前纳米粒子的生物安全性体外实验已取得了一些研究成果,但其体内安全性评价,由于受到限制而进展缓慢。而斑马鱼是纳米粒子体内生物安全性评价的最佳模式生物。本文就目前国内外开展的纳米粒子体内毒理学的研究方法和成果以及以斑马鱼作为模式生物研究纳米粒子体内毒性机制的优势进行了综述。     

四溴双酚A对斑马鱼胚胎发育毒性和神经毒性研究

目的 研究四溴双酚A (Tetrabromobisphenol A,TBBPA)对斑马鱼胚胎的发育毒性和神经毒性.方法 采用斑马鱼胚胎模型,利用胚胎暴露实验分析剂量效应和畸形表观等发育毒性指标;利用胚胎自主运动、接触反应和仔鱼游泳运动,分析神经毒性指标.结果 TBBPA对斑马鱼胚胎的发育具有中度毒性,在受精后48 h(Hours Post Fertilization,hpf)的半数致死量(Concentration that led t0 50％ mortality,LC50)和半数致畸量(Concentration that led t0 50％ malformations,EC50)分别是7.9和4.7 μmol·L-1,以及在120 hpf的LC50和EC50分别是5.3和1.9 μmol·L-1.发育毒性效应具体表现为(1)在48,60,72,96 hpf均表现为低浓度促进孵化,高浓度抑制孵化;(2)引起胚胎发生尾部弯曲、未吸收卵黄囊、心包囊肿、卵黄囊水肿、游囊关闭等畸形现象;(3)胚胎畸形率和死亡率均具有剂量依赖效应,即与暴露浓度成正比.TBBPA对斑马鱼的神经毒性表现为(1)增加胚胎在19～26 hpf的自主运动频率;(2)降低胚胎在27,36,48 hpf时的接触反应能力;(3)降低胚胎在120 hpf的行为运动速度.结论TBBPA对斑马鱼胚胎具有发育毒性和神经行为毒性.     

佐匹克隆及其杂质对斑马鱼胚胎发育毒性的比较研究

目的 对佐匹克隆及其主要杂质的斑马鱼胚胎发育毒性进行比较研究.方法 以斑马鱼胚胎为实验对象,在体视光学显微镜下观察佐匹克隆及其主要杂质(杂质A、B、C和2-氨基-5-氯吡啶)在不同暴露浓度时对斑马鱼胚胎发育情况的影响,包括胚胎致畸、致死情况的检测与统计.结果 佐匹克隆及其4个杂质对斑马鱼胚胎发育的毒性表型类似;毒性作用...     

纳米氧化锌暴露对斑马鱼胚胎心脏发育的毒性效应和机制研究

目的观察纳米氧化锌暴露对斑马鱼胚胎心脏发育及大鼠心肌细胞(H9c2)的毒性作用及可能机制。方法对纳米氧化锌材料进行表征化处理。斑马鱼胚胎在受精后4 h(4 hpf)暴露纳米氧化锌颗粒0.5,2.5,5.0和10.0 mg·L~(-1)24~96 h,计算胚胎存活率,并于胚胎17 hpf时间点,收集并用实时定量PCR测定中胚层脊索同源(noto),T盒16(tbx16),过短同源a(ta)和tbx6 m RNA表达;观察斑马鱼72 hpf心率。将心肌细胞标记红色荧光蛋白Tg(cmlc2:nuc-ds Red)的斑马鱼交配取胚胎,染毒纳米氧化锌2.5和5.0 mg·L~(-1),计数72 hpf胚胎心肌细胞数目。大鼠心肌细胞(H9c2)与纳米氧化锌0,0.1,0.5,1,5.0和10.0 mg·L~(-1)共培养24 h,Alamar Blue方法检测细胞活力,透射电子显微镜观察线粒体超微结构,化学发光法和Seahorse仪分别检测细胞ATP和耗氧率水平。结果纳米氧化锌在双蒸水中的粒径分布为(331±3)nm。48 hpf的斑马鱼胚胎纳米氧化锌LC50为21.81 mg·L~(-1)。暴露纳米氧化锌2.5 mg·L~(-1)后,17 hpf斑马鱼胚胎的心脏发育关键基因noto,ta和tbx6表达降低(P<0.05)。72 hpf斑马鱼暴露纳米氧化锌5.0 mg·L~(-1),心率为153 min-1,与正常对照组相比降低12.6%(P<0.01),心肌细胞数目减少15.5%(P<0.01)。纳米氧化锌0.5 mg·L~(-1)可引起大鼠心肌细胞(H9c2)细胞活力降低(P<0.05)以及线粒体出现空泡化现象。与细胞对照组相比,细胞ATP减少25.7%(P<0.05),耗氧率减少27.2%(P<0.01)。结论低剂量纳米氧化锌暴露对斑马鱼心脏发育有一定影响,主要表现为心率降低和心肌细胞数目减少,这些变化可能与心脏发育相关基因表达减少以及细胞线粒体结构和功能损伤有关。     

吡嗪酰胺对斑马鱼胚胎发育和氧化应激效应的影响

目的 本文研究吡嗪酰胺(PZA)对斑马鱼胚胎的发育毒性及其产生机制。方法 采用受精后4h的斑马鱼胚胎进行吡嗪酰胺不同浓度的暴露,分别于暴露后24、48、72和96h进行死亡率、孵化率的统计。给药96h后进行斑马鱼幼鱼形态评分、行为学分析、活性氧簇(ROS)和氧化应激指标检测。结果 表明吡嗪酰胺显著抑制斑马鱼胚胎孵化,导致斑马鱼幼鱼发育畸形(如卵黄囊吸收迟滞、鱼鳔缺失、心包水肿和体节模糊等),同时吡嗪酰胺的暴露造成斑马鱼幼鱼运动行为能力的降低。吡嗪酰胺的暴露能够引起斑马鱼体内ROS、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)水平的变化。结论 吡嗪酰胺对斑马鱼胚胎有明显的发育毒性,并呈剂量和时间依赖性,氧化应激在吡嗪酰胺发育毒性中起着重要的作用。     

斑马鱼模型在药物非临床毒代动力学研究中的应用

斑马鱼是一种简单的生物实验动物,拥有和哺乳动物相似的生物结构与生理功能。斑马鱼模型在药物毒代动力学的研究应用前景十分广阔,采用斑马鱼模型研究药物在体吸收、分布和代谢过程,能够减少实验研究的假阴性或假阳性结果,提高实验准确性;采用斑马鱼模型进行一般毒理学实验的毒代动力学研究,有助于一般毒理学实验研究的剂量选择和靶器官确定;采用斑马鱼模型进行生殖与发育毒性实验的毒代动力学研究,可以提高生殖与发育毒性实验的预测性。本文主要就以上几个方面对药物在斑马鱼体内的吸收、分布和代谢过程以及该模型在药物非临床毒代动力学中的应用进行论述。     

雷公藤红素对斑马鱼胚胎心脏毒性的初步研究

目的研究雷公藤红素对斑马鱼胚胎的心脏毒性。方法以发育48 h的斑马鱼胚胎为心脏毒性模型,以不同浓度的雷公藤红素处理上述胚胎,分别于处理后6、12、24 h观察胚胎心脏形态和功能变化。结果1μmol.L-1雷公藤红素作用24 h未引起胚胎心脏中毒。而2、3、4μmol.L-1雷公藤红素均导致胚胎心脏中毒,出现心脏线性化、心膜出血、血细胞在心区堆积等现象,而且心率也随着浓度的升高和作用时间的延长而明显下降,引起心率下降的EC50(24 h)约为1.78μmol.L-1。结论雷公藤红素对斑马鱼胚胎具有心脏毒性作用。     

磁性氧化铁纳米粒子的神经毒性研究进展

磁性氧化铁纳米粒子（MION）作为一种重要的纳米材料,因其特殊性质（如磁性、较好的生物相容性）在生物医药领域应用广泛,在与人脑相关的疾病诊断和治疗方面发挥重要作用。然而,MION在脑内的蓄积可能会导致潜在的神经毒性。从MION的表征、入脑方式、神经毒性效应以及神经毒性机制等方面概述了MION的神经毒性研究进展。目前,研究者对纳米毒理学中的神经毒理学还了解甚少,轻度或中度的神经毒性可能很微妙且难以检测。因此,对于MION这类可能入脑或用于诊断和治疗神经系统疾病的纳米药物,应深入探究其神经毒性作用机制,进而建立有效的安全性评价方法和策略,以指导临床合理用药。     

纳米材料生殖发育毒性特点及体外替代模型的应用

纳米材料是物质结构在三维空间中至少有一维处于纳米尺度的新型材料,具有比表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等独特的性质,在生物医药领域应用广泛。随着纳米技术的飞速发展,纳米材料的生殖发育毒性问题受到越来越多的关注。金属纳米材料可引起大鼠生殖器官结构改变、功能受损,还可进入胎儿体内直接影响或通过干扰胎盘的生长发育间接影响胎儿发育。而纳米载体药物相比于普通药物,生物分布特征的改变可能使其生殖器官及胚胎毒性减弱。随着动物福利3R原则的推行,国内外已建立多种体外替代方法用于生殖发育毒性评价,其中,胚胎干细胞试验(EST)、全胚胎培养技术 (WEC)、斑马鱼模型、线虫在纳米材料生殖发育毒性评估中有良好的适用性。     

丙烯酰胺对斑马鱼胚胎发育过程中microRNA表达的影响

目的研究丙烯酰胺(ACR)对斑马鱼胚胎发育过程中小分子RNA(miRNA microRNA)表达的影响,探讨丙烯酰胺发育毒性机制。方法将斑马鱼胚胎分为10mmol/LACR染毒组,二甲亚砜(DMSO)组和空白对照组,分别处理受精后6 h的斑马鱼胚胎(6 hpf hours past fertilization);采用核苷酸锁定(LNA locked nucleic acid)修饰的microRNA探针进行胚胎整体原位杂交。结果10 mmol/L ACR可导致斑马鱼胚胎表现出多系统的畸形,胚胎表现出心率减慢,心包水肿,体轴缩短;胚胎整体原位杂交显示ACR诱导miRNA表达增加。结论ACR对斑马鱼胚胎发育过程中microRNA的表达有影响。