纳米氧化锌毒性效应评价及呼吸暴露毒性机理研究

With the rapid development of nanotechnology, an increasing attention has been focused on the nano-safety of nanomaterials. Nano-ZnO, as a new type of functional nanomaterials and having industrial level production, may generate adverse response to human health. Herein, we focus on the research of the inhalation toxicity of nano-ZnO by exploring its oxidative stress, inflammation, genetic toxicity and related toxic effects at the cellular and animal levels. The air-liquid interace exposure and inhalation exposure tests will be adopted to evaluate the associated endpoints of nano-ZnO inhalation toxicity. The implementation of this project will promote the study of the health effects of nano-ZnO in China, and produce reliable reference data for relevant environmental control threshold. Finally, this research will lay a substantial foundation on which the evalutaiton standards and regulations relevant to the nano-safety would be established.

随着纳米氧化锌（ZnO）的工业化生产，纳米ZnO释放进入环境发生人体暴露的安全性问题越来越受到关注。而纳米ZnO呼吸暴露的安全性研究大多受限于现有的研究手段，并不能真实反映人在真实环境下的暴露情况。我们将针对纳米ZnO呼吸暴露，创新性利用细胞水平的气液界面暴露装置和动物呼吸暴露实验，研究纳米ZnO产生的呼吸毒性效应，重点阐述纳米ZnO在气溶胶暴露状态下导致氧化应激、炎症反应、遗传毒性进而导致毒性损伤的机理。预期结果获得纳米ZnO不同物理化学性状与毒性效应之间的关系，阐明纳米ZnO产生相关毒性损伤的全面机制理论。本研究将为纳米ZnO生产现场暴露提供剂量效应阈值参考，为完善纳米材料生物安全性的评估提供参考方法，同时也为今后相关标准及法规的制定奠定必要的理论和实践基础。

纳米氧化锌（ZnO）是重要的工业原材料，生产量巨大，在释放进入环境后不可避免的会产生人体暴露风险，相关纳米毒理学机制研究及安全性评价工作越来越受到关注。本项目对纳米ZnO等多种纳米颗粒物进行了多角度不同层次的研究探索，揭示了纳米ZnO形成硬蛋白层包覆后显著降低毒性的机理，并创新性建立了纳米ZnO不同性状与毒性效应之间的关系模型，完成QSAR预测毒理学方向的研究探索；利用包括内质网应激在内的评价手段，研究了金属及金属氧化物类颗粒物在细胞与动物水平的安全暴露限值问题，为纳米安全性评价应用推广奠定了方法学基础；针对典型金属加工厂中的纳米气溶胶进行现场监测评价，同时建立了现场监测的标准方法与评价流程，本项目为业界编著完成针对现场纳米颗粒物监测的指南性书目《生产与工作场所纳米颗粒物暴露监测指南》，这些方法指南将大大促进未来我国现场监测工作的开展；在纳米气溶胶呼吸毒性领域深入研究了上呼吸道纳米颗粒物暴露后的沉积剂量估算问题，同时与颗粒物气液界面暴露实验研究相结合，建立了完善的纳米气溶胶安全性评价方法体系。本项目针对纳米ZnO在内的纳米颗粒物研究，不仅揭示了毒理学效应相关机制，且产出了成体系的纳米毒理学评价方法，为逐步建立以纳米ZnO为代表的生产现场暴露安全限值提供了参考，也为未来我国职业健康领域完善相关标准与法规的制定奠定了基础。