水溶性CdTe量子点对家蚕循环血细胞及造血功能的影响

【摘要】量子点(Quantumdots,QDs)由于其优异的光学性能在生物和医学领域具有诱人的应用前景。然而，近年来QDs在生物体内的安全性引起了人们的广泛关注：QDs能够释放重金属离子和产生活性氧杀死培养的细胞，但在动物体内的综合行为和毒性调查只有极少报道，并且与其在细胞培养层面的认识相矛盾。本实验利用生物学检测、显微观察、细胞凋亡检测和体外造血器官培养等方法，以无脊椎动物家蚕为模型研究了两种不同粒径的水溶性碲化镉量子点（CdTeQDs）对循环血细胞和造血功能的影响，并探讨了QDs暴露造成血细胞凋亡和造血功能损伤的机制。主要研究结果如下：1.水溶性CdTeQDs抑制家蚕幼虫生长，导致死亡家蚕5龄饷食48h的幼虫背脉注射CdTeQDs后60h，QDs530的LC50为8.0μmol/L，QDs720的LC50为34.5μmol/L。选择高剂量0.32nM(32μmol/L，10μL)和低剂量0.08nM(8μmol/L，10μL)的QDs530/QDs720背脉注射于家蚕幼虫，结果显示QDs530与QDs720都会导致家蚕幼虫生长速度变慢和死亡率增加，但颗粒较小的QDs530毒性更大。2.水溶性CdTeQDs进入家蚕循环血细胞并诱导凋亡进一步以循环血淋巴中的血球为对象，调查两种粒径的CdTeQDs侵入不同类型血细胞的过程和所造成的细胞损伤，以评估QDs对家蚕个体的潜在毒性。结果显示，粒径较小的QDs530处理组以单个血细胞（主要是颗粒细胞）吞噬QDs为主，QDs530积累于血细胞中或有可能在细胞内降解，引发细胞出现明显的畸形和凋亡/坏死，产生大量的细胞碎片；而较大颗粒的QDs720处理组中QDs被多个血细胞包围，然后被逐渐吞噬，最终聚集在一个或多个细胞内，发生血凝现象。此外，与对照组相比，QDs处理组的循环血细胞数出现了显著变化。通过细胞凋亡染色剂选择，进一步以PI染色法检测细胞凋亡与QDs侵入的关系，DAPI染色法染色细胞核监测家蚕血细胞核分裂和损伤等动态变化。结果显示，被PI染色的死亡细胞数量随QDs暴露时间延长或浓度升高而显著增加，呈现时间剂量效应；被DAPI染色的细胞核分裂和损伤等现象表明QDs在破坏包括原白血球在内的血细胞的同时也能够刺激原白血球的分裂。3.水溶性CdTeQDs抑制家蚕的造血功能进一步分析QDs对造血功能的影响，利用单个造血器官悬滴培养技术，调查QDs暴露后造血器官的生长与血球分泌功能。结果显示，体腔暴露QDs会造成造血器官生长变慢，并伴随出现造血器官萎缩甚至坏死，且具有浓度效应。造血器官脱离体内QDs暴露环境的时间越迟，不良影响有增大趋势。脱离体内QDs暴露环境后的造血器官，在体外培养过程中具有明显的造血功能修复的过程。QDs720处理组比QDs530处理组的恢复能力强，恢复时间短。4.水溶性CdTeQDs暴露后造血功能受损和修复机制的初步探讨检测造血器官的活性氧水平和程序性细胞死亡相关基因的转录水平变化，初步探讨造血功能受损和自我修复产生的原因。ROS检测结果显示在造血器官的造血功能受到严重影响之前，组织中已经观察到QDs暴露导致的大量ROS产生，在体内造血器官的生长和造血功能恢复过程中，组织中的ROS水平趋于正常。表明QDs暴露导致的ROS产生，可能与造血器官的生长和造血功能下降有关。超氧阴离子水平变化不大，暗示QDs作用于生物体组织可能存在ROS以外的影响途径；凋亡相关基因Dronc的转录水平呈现波动性，自噬相关基因Atg6和Atg8的转录水平上升，表明QDs会诱导造血器官组织内细胞凋亡和自噬的产生，暗示QDs的作用机制与细胞程序性死亡机制相关。研究结果表明，水溶性CdTeQDs对家蚕生长发育、循环血细胞和造血器官都有一定的影响，且粒径不同、浓度不同的QDs作用方式和影响程度具有明显差异。本实验结果为深入研究水溶性纳米量子点的毒性作用机制及其生物学应用提供重要参考依据。
【作者】刘腾；
【导师】司马杨虎；徐世清；
【作者基本信息】苏州大学，特种经济动物饲养，2014，硕士
【关键词】CdTeQDs；循环血细胞；细胞凋亡；造血功能损伤；家蚕；

【参考文献】
[1]张强.长春恩福油封有限公司销售业务流程再造研究[D].吉林大学,工商管理,2004,硕士.
[2]张海涛.《庄子》副词研究[D].广西师范大学,汉语言文字学,2003,硕士.
[3]杨柯.利用辅酶工程技术提高酿酒酵母木糖发酵生产乙醇能力[D].天津大学,生物化工,2013,硕士.
[4]徐广立.环境与基因的交互作用对早期自然流产的影响[D].郑州大学,劳动卫生与环境卫生学,2014,博士.
[5]许明德.伺服系统目前发展趋势[J].飞航导弹.1990(05)
[6]李祚东.Weibull分布可靠性试验与评估[J].质量与可靠性.2003(03)
[7]李惠君.燃料乙醇生产工艺DCS控制系统及其控制策略研究[D].西安建筑科技大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[8]王海艳.私营企业中党建问题研究[D].燕山大学,思想政治教育,2013,硕士.
[9]周丹丹.宣白承气汤对痰热壅肺型重症肺炎患者的临床研究[D].广州中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[10]蒋天才.多间隙超导Spoke腔设计研究[D].中国科学院研究生院（近代物理研究所）,材料工程,2014,硕士.
[11]崔海光.詹姆斯小说文体变化研究[D].安徽大学,英语语言文学,2013,硕士.
[12]胡晋明.风障控制物料堆粉尘颗粒扬起的数值模拟及应用[D].东华大学,环境工程,2004,硕士.
[13]白艳.女性主义“身体写作”理论的辨析[D].延安大学,文艺学,2014,硕士.
[14]朱雨.面向托管数据查询的隐私保护技术及应用框架的研究[D].苏州大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[15]解文杰.基于中层语义表示的图像场景分类研究[D].北京交通大学,2011.
[16]何文胜.补体C3在大鼠骨癌痛中的作用及其机制[D].华中科技大学,麻醉学,2013,硕士.
[17]王洪智.医生媒介形象的变异及重构研究[D].黑龙江大学,新闻与传播,2013,硕士.
[18]夏会杰.基于关系数据库中多值依赖的贝叶斯网络学习[D].吉林大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[19]王威,邓尘,杨卫娟,周俊虎,刘建忠,岑可法.渐缩微喷管内氢气掺混甲烷预混燃烧实验研究[J].浙江大学学报(工学版),2014,10:1727-1731.
[20]金武,陈珵.从方具有多目标的仿射型诱导策略研究[J].控制与决策,1994,05:375-378.
[21]杨锋.火棘多糖的初步研究[D].陕西师范大学,食品科学,2004,硕士.
[22]赵聪.都市文明中的“荒野”—残雪小说论[D].湖南大学,中国语言文学,2012,硕士.
[23]侯竑炤.基于Android的车载物联信息终端研究与设计[D].复旦大学,软件工程,2012,硕士.
[24]彭新明.开心健脑颗粒治疗阿尔茨海默病脾肾亏虚、痰浊阻窍证的临床疗效观察[D].湖南中医药大学,中医内科学（专业学位）,2014,硕士.
[25]铉率.企业非财务信息披露与资本成本关系研究[D].厦门大学,西方经济学,2014,硕士.
[26]秦红波,李望云,李勋平,张新平.BGA结构无铅微焊点的低周疲劳行为研究[J].机械工程学报.
[27]于昕梅,赵慧民.数据挖掘在图像语义检索中的应用[J].内蒙古农业大学学报(自然科学版),2005,01:101-103.
[28]马世伟.低振动与噪声的开关磁阻电机研究[D].湖南工业大学,电力电子与电力传动,2012,硕士.
[29]刘峰.盾构掘进模拟试验系统及土压平衡技术研究[D].浙江大学,2010.
[30]张其羽.A股卖方分析师是否独立[D].复旦大学,企业管理,2012,硕士.
[31]梁源.复杂适应系统的统计性质研究[D].复旦大学,理论物理,2013,博士.
[32]蔡继东,蒋明青,朱小锋.现代物流中交通运输系统结构化分析技术研究[J].铁道经济研究.2004(04)
[33]方国跃.不同硒源对肉仔鸡生产性能的影响[D].湖南农业大学,动物营养与饲料科学,2003,硕士.
[34]刘忍肖,张丽娜,李学毅,齐笑迎,吴侠,汤艳,魏文博,葛广路.半导体量子点光谱特性标准样品及高分辨透射电子显微镜粒径定值研究[J].中国科学:物理学力学天文学,2011,09:1023-1028.
[35]方海英,李医,陈晓,余斐,郑书发,张文,陈瑜.肠道外感染气单胞菌属的临床分布与耐药性分析[J].中华医院感染学杂志,2015,07:1454-1456.
[36]余洁.大型虚拟MIMO系统的性能分析[D].厦门大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[37]叶月明,庄锡进,胡冰,李振春,陈见伟.基于单程波方程的合成平面波保幅偏移[J].石油地球物理勘探,2013,05:711-716+670-671+854.
[38]田雪.厄洛替尼与化疗药物不同次序给药对NSCLC细胞的作用[D].大连医科大学,肿瘤学,2012,硕士.
[39]廖琬.成都市区40岁以上健康妇女维生素D营养状况调查及两种维生素D疗效的对比研究[D].遵义医学院,内科学（专业学位）,2014,硕士.
[40]徐虹.艾司洛尔在螺旋CT冠脉造影中的临床应用[D].山东大学,老年医学（专业学位）,2013,硕士.
[41]赵倩.根际pH对‘平邑甜茶’幼苗生长及Ca~(2+)吸收和分布的影响[D].河北师范大学,植物学,2014,硕士.
[42]俞雪.石墨烯复合结构的合成及其催化性能的研究[D].安徽师范大学,2013.
[43]邱德增.基于RFID的实物货币物流管理系统的设计与实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[44]岳训,孙忠林,孟小峰.面向电子商务网站的个性化推荐系统研究[A].中国计算机学会数据库专业委员会.第十九届全国数据库学术会议论文集（技术报告篇）[C].中国计算机学会数据库专业委员会:,2002:3.
[45]黄昊.基于功能性纳米材料的电化学免疫传感器[D].安徽师范大学,2012.
[46]金文欣.基于多模态话语理论的中国女性形象研究[D].杭州电子科技大学,英语语言文学,2013,硕士.
[47]刘哲.融合深度信息的在线半监督学习目标跟踪检测方法研究[D].宁波大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[48]刘超.CoO/γ-Fe_2O_3复合纳米颗粒的制备及其交换偏置效应[D].兰州大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[49]钱纯.基于动态模型的上市公司资本结构实证研究[D].北京林业大学,会计学,2013,硕士.
[50]邓胜岳,周立前,汪新凡.上层含约束条件且具有模糊决策变量的二层多随从线性规划[J].控制与决策,2014,10:1803-1808.