碲化鎘量子點對家蠶的生殖毒性及作用機制.pdf

1、納米量子點（QDs）是一種具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ男滦蜕锍上癫牧希虼?，QDs的生物安全性受到廣泛關(guān)注并存在諸多爭論，其中以生殖毒性為代表的長期毒性還缺乏系統(tǒng)和深入的研究。本課題選擇無脊椎模式動物家蠶為試驗動物，研究了碲化鎘（CdTe）QDs（粒徑2-3 nm，激發(fā)波長490 nm，發(fā)射波長530 nm）對家蠶的生殖毒性及其作用機制；同時，通過甘氨酸或丙氨酸對QDs進行表面修飾，探討修飾后的QDs（QDs-Ala、QDs-Gly）對家蠶生殖

2、系統(tǒng)的減毒效果。主要結(jié)果如下：
　　1.背脈注射的碲化鎘量子點能夠進入家蠶生殖腺:劑量為0.32 nmol的QDs以背脈注射方法暴露5齡第2日家蠶幼蟲后24 h或48 h，在精巢和卵巢中都檢測到QDs的特征性綠色熒光。QDs劑量增大至0.64 nmol，暴露后12 h兩性生殖腺中即可檢測到QDs、QDs-Ala和QDs-Gly的存在，但氨基酸修飾的QDs在性腺中的特征性綠色熒光強度較弱或呈弱熒光的性腺多于未修飾的QDs，暗示表面氨

3、基酸修飾可能減少了 QDs進入性腺的量；無論是否氨基酸修飾，以熒光強度顯示的QDs向精巢轉(zhuǎn)移和積累的作用皆強于卵巢，暗示QDs的生殖毒性具有性別差異。
　　2.碲化鎘量子點暴露影響家蠶產(chǎn)卵與受精:交配試驗結(jié)果顯示，雙親幼蟲都經(jīng) QDs暴露后，母蛾產(chǎn)出卵全部不受精，卵巢中殘存卵率高達48％，而對照組的受精率平均為95%，殘存卵率僅為1%。母本幼蟲期經(jīng)QDs暴露后，母蛾與正常雄蛾交配后所產(chǎn)卵的受精率僅比對照降低了7%，殘存卵率高達20

4、%。父本幼蟲期經(jīng)QDs暴露后，成蟲即使與正常母蛾交配，產(chǎn)出卵的受精率也僅為49±12%。顯示QDs具有很強的雄性生殖細胞毒性，對雌性的毒性更多表現(xiàn)在產(chǎn)卵行為異常。上述交配試驗中，QDs-Ala和QDs-Gly的不良影響都小于QDs，顯示氨基酸修飾能夠降低QDs的生殖毒性。
　　3.碲化鎘量子點暴露對家蠶生殖細胞發(fā)育的影響:QDs暴露后120 h HE染色的幼蟲生殖腺組織切片結(jié)果顯示，精巢和卵巢的生殖細胞發(fā)育變慢。DAPI染色結(jié)果顯

5、示，精巢中生精囊內(nèi)的生殖細胞核出現(xiàn)了嚴重損傷，卵巢細胞核也有形態(tài)異常發(fā)生。進一步于QDs暴露后12h、24 h和72h取出生精囊進行體外生精囊培養(yǎng)168 h，發(fā)育形成精子束的數(shù)量QDs組比對照組分別降低了33%、54%和25%，QDs-Ala組只降低了16%、43%和5%，QDs-Gly組降低了33%、52%和16%；發(fā)育異常生精囊的數(shù)量 QDs組比對照組分別增加了51%、53%和45%，QDs-Ala組只增加了10%、13%和13%，

6、QDs-Gly組增加了19%、30%和11%。顯示體內(nèi) QDs暴露的經(jīng)歷，對脫離了暴露后體內(nèi)環(huán)境的生精囊發(fā)育存在顯著危害，但氨基酸表面修飾有顯著減毒效果，其中QDs-Ala效果更好。
　　4.碲化鎘量子點對家蠶的生殖毒性由多種分子機制復(fù)合調(diào)控:幼蟲經(jīng)QDs暴露后12-72 h調(diào)查，QDs能夠突破生殖腺外膜屏障，誘導(dǎo)精巢和卵巢內(nèi)的生精囊膜和卵管膜細胞及其內(nèi)部的生殖細胞產(chǎn)生大量活性氧，進一步出現(xiàn)線粒體結(jié)構(gòu)破壞和碎片化，Caspase細