转录因子NF-kB在纳米氧化锌所致胚胎毒性中的介导调节作用

According to the domestic and foreign research and our previous findings, we found that the Nano-ZnO has the potential embryotoxicity.Therefore,this study aimed to study the embryotoxic and mechanisms of Nano-ZnO on mouse. The modern molecular biology techniques and microscopic imaging technique were well used in the research to clarify the effects and oxidative damage molecular mechanisms of Nano-ZnO on the proliferation and differentiation of embryonic stem cell.The role of the Transcription Factor NF-κB in the oxidative damage induced by Nano-ZnO were Assessed by embryonic stem cell. This study will help to reveal the embryotoxicity of nanomaterials,even to provide new diagnosis and prevention strategies.

结合国内外有关纳米氧化锌毒性研究报道及课题组前期工作研究结果，发现纳米氧化锌可能具有潜在的胚胎毒性效应。由此，提出以下科学问题：①纳米氧化锌对胚胎细胞发育采取何种攻击手段？②纳米氧化锌所导致的胚胎毒性对构成出生缺陷的直接后果是什么？③氧化应激的关键调控因子NF-kB 在胚胎微环境中的应激调节作用途径如何？就此，本研究拟利用小鼠胚胎干细胞（ESC）为模式细胞,通过建立ESC细胞染毒模型，采用现代分子生物学技术和显微成像技术等重点研究：① 纳米氧化锌对ESC增殖和定向分化的影响；②纳米氧化锌对ESC细胞骨架元素、细胞膜渗透性影响及颗粒物的内在性问题；③纳米氧化锌对ESC氧化应激损伤作用环节及NF-kB介导调节作用机制。通过该项目研究，进一步阐明纳米氧化锌引起胚胎毒性效应的作用环节及分子调控机制，为更好地控制纳米氧化锌生物毒理学效应提供实验依据；为制定纳米材料职业健康防护标准提供基础数据资料。

根据课题组前期研究结果及相关报道，研究纳米氧化锌的胚胎毒性效应及其作用的可能机制，本课题建立小鼠成纤维细胞（MEF）损伤模型，研究了纳米氧化锌对MEF的损伤作用，研究发现纳米氧化锌染毒造成细胞内出现氧化应激状态，并造成细胞抑制率升高及细胞周期阻滞，诱导细胞凋亡。应用蛋白芯片技术检测了纳米氧化 锌所致胚胎毒性的主要炎症因子及凋亡因子。研究发现差异显著的炎症因子主要有IL-1 alpha、Fas ligand、Fractalkine，并用ELISA方法进行了验证；差异显著的凋亡因子主要有p53、IGFBP-3、TNF-alpha、Caspase-8，应用western blot方法进行了验证。研究表明纳米氧化锌也可通过p53介导的死亡受体的外部凋亡途径诱导细胞凋亡。应用PCR芯片技术检测了纳米氧化锌胚胎毒性作用中NF-kB相关基因，找到了明显变化的Fos、Egr1、Tnf、Casp1等关键基因，探讨了相关作用机制。为更好地控制纳米氧化锌生物毒理学效应提供实验依据，为制定纳米材料职业健康防护标准提供基础数据资料。