纳米TiO2颗粒能聚集卵巢细胞内外甚至进入细胞核,诱导细胞毒性和细胞凋亡[49]。大量研究证明纳米TiO2长期暴露导致雌性小鼠的生殖能力降低,还危害子代鼠的生长发育,且卵泡的发育和小鼠的生育力与性激素的水平有关,而纳米TiO2会扰乱体内激素平衡,损伤生殖器官[50]。而卵巢组织的损伤在病理学上可表现为卵巢萎缩,纳米TiO2颗粒累积导致的初级卵泡和次级卵泡锁闭、发育障碍,卵巢细胞的不规则排列和卵泡腔的形状不规则[51]。动物实验也表明纳米TiO2暴露可导致雌性小鼠内分泌失调紊乱,致使性激素的不平衡,结果导致睾酮、血清的孕酮、促卵泡激素和促黄体生成素的水平显著下降,而雌二醇的浓度却提高。众所周知,对于雌性生殖过程中的排卵、植入、妊娠维持,孕酮所发挥的作用十分重大,并且孕酮已被证明其能提高对排卵滤泡破裂重要的蛋白水解酶的产生[52]。因此,由于睾酮、血清的孕酮、促卵泡激素、促黄体生成素及雌二醇等水平发生变化,纳米TiO2 颗粒暴露造成初级、次级卵泡发育障碍和小鼠生育力包括交配率、怀孕率等的下降。同时,纳米TiO2 颗粒暴露会造成卵巢组织钙、钠、钾和锌金属元素的含量增加,而镁、铜和铁金属元素的含量下降。这种变化打破了各种元素的平衡,破坏了免疫的完整性,从而使免疫力降低,导致易感生殖疾病[53]。此外,纳米TiO2 颗粒暴露也可导致卵巢严重的氧化损伤,这也使得卵巢卵泡发育障碍。卵巢是雌性生殖系统的主要器官,虽然已知纳米TiO2暴露会导致卵巢卵泡发育障碍,但导致这种对生殖系统的损伤机制尚不明确,还需进一步探讨。

TGF-β/PI3K/AKT/mTOR信号通路广泛存在于细胞中,参与细胞生长、增殖和分化调节。近年来,已有很多学者研究,发现此信号通路在哺乳动物卵泡生长及其排卵过程中起着非常重要的作用。纳米TiO2抑制卵巢卵泡发育是否与该信号通路有关,目前尚未见 报道,本文以TGF-β/PI3K/AKT/mTOR信号通路为切入点研究纳米TiO2致卵巢卵泡发育障碍的分子机制,为临床防治纳米TiO2雌性生殖毒性提供客观依据。因此,本文选用不同剂量的纳米TiO2 (剂量为1。25、2。5和5 mg/kg BW)连续60天灌胃处理雌性小鼠,通过显微镜观察小鼠卵巢组织切片并对各级卵泡计数分析卵泡发育状况,通过分析卵巢卵泡发育和细胞凋亡相关因子蛋白表达水平变化,探讨纳米TiO2致卵巢卵泡发育障碍的分子机制。

2 材料与方法

2。1化学物制备和表征

纳米 TiO2为苏州大学化学部杨平教授合成并赠送(锐钛型,粒径约 5 nm,纯度大于 99。5%)。经实验室表征粒径大小应为 5-6 nm;悬浮液聚集颗粒直径范围为 208-330 nm,均值为 294 nm;比表面积为 174。8 m2/g;zeta 电势为9。28mV。

2。2 动物和处理文献综述

80只CD-1(ICR)雌性小鼠(18±2g)购自苏州大学动物中心。动物饲养于通风的不锈钢笼子中。室温保持在20±2 ℃,相对湿度为60±10%和12 h的光/暗周期。蒸馏水和灭菌食物供小鼠自由取食。在处理前要对他们驯化5天以适应环境。动物实验的所有程序都符合苏州大学伦理委员会的规定。小鼠被随机分成4组(每组40只),包括对照组(0。9% w/v 生理盐水处理)和1。25、2。5和5mg/kgBW纳米TiO2实验组,连续60天灌胃处理雌性小鼠。60天后,麻醉小鼠,快速取出卵巢生理盐水清洗,一部分用甲醛固定用于病理切片制作,另一部分迅速放置在液氮下冷冻,然后再放置−80°C冰冻保存,用于蛋白表达分析。

2。3 卵巢系数分析

称量小鼠体重和卵巢重,并计算卵巢系数即卵巢组织湿重与体重的比值,以mg(卵巢湿重)/g(体重)来表示。

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