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Aquat Toxicol林豊益:银铜纳米颗粒抑制斑马鱼胚胎侧线毛细胞钙吸收

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[成果与文献分享]

Aquat Toxicol林豊益:银铜纳米颗粒抑制斑马鱼胚胎侧线毛细胞钙吸收

 楼主| xuyue_2017 发表于 2021-1-19 16:31  
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本帖最后由 xuyue_2017 于 2021-1-27 14:07 编辑


基本信息
主题:银铜纳米颗粒抑制斑马鱼胚胎侧线毛细胞钙吸收
期刊:Aquatic Toxicology
影响因子:4.346
研究使用平台:NMT斑马鱼创新科研平台
标题:Toxic effects of silver and copper nanoparticles on lateral-line hair cells of zebrafish embryos
作者:台湾师范大学林豊益、Hsiu-Ju Yen
检测离子/分子指标
Ca2+
检测样品
斑马鱼胚胎侧线毛细胞

中文摘要(谷歌机翻)
纳米粒子(NPs)对鱼类早期的潜在毒性仍不清楚。在这项研究中,我们调查了银(AgNPs)和铜纳米颗粒(CuNPs)对斑马鱼胚胎侧线毛细胞的毒性作用。在受精后0~96 h(hpf),将不同浓度的AgNPs和CuNPs孵育斑马鱼胚胎。发现AgNPs和CuNPs都以剂量依赖的方式在斑马鱼胚胎中引起毒性作用。AgNP和CuNP的96小时50%致死浓度(LC50)值分别为6.1 ppm(56.5 μM)和2.61 ppm(41.1 μM)。AgNPs [≥1 ppm(9.3 μM)]和CuNPs [≥0.01 ppm(0.16 μM)]严重损害了FM1-43标记的毛细胞数量和发束的微观结构。用非损伤微测技术(NMT)测量在毛细胞的发束处的Ca2+流入,以评估毛细胞的功能。发现AgNPs [≥0.1 ppm(0.9 μM)]和CuNPs [≥0.01 ppm(0.16 μM)]均能显着减少Ca2+的流入。在暴露于AgNPs和CuNPs 4小时(96~100 hpf)的孵化胚胎中也发现了类似的毒性作用。这项研究表明,斑马鱼的侧线毛细胞对AgNPs和CuNPs敏感,而这些污染物在水生环境中可能对鱼类的生存构成威胁。

离子/分子流实验处理方法
斑马鱼胚胎在受精后(hpf)0~100 h期间,分别用AgNPs(0、0.9、9.3、27.8 μM)和CuNPs(0、0.16、1.6、15.8 μM)进行处理

离子/分子流实验结果
在AgNP或CuNP暴露96 h的胚胎中发现毛细胞的功能损伤。用NMT技术检测斑马鱼胚胎L1神经丘毛束Ca2+流速(图1A),0.1、1、3 ppm(0.9、9.3、27.8 μM)AgNP处理组Ca2+内流速率分别显著降低26%、46%和91%(图1B)。0.01 ppm(0.16 μM)CuNP处理组Ca2+内流速率减少38%,0.1和1 ppm(1.6和15.8 μM)CuNP处理组几乎检测不到Ca2+内流(图1C)。
图1.Hpf 0~96 h纳米颗粒(NP)暴露对毛细胞功能的影响
在96~100 hpf期间,在短期AgNP或CuNP暴露下可以观察到斑马鱼胚胎毛细胞的功能变化。根据NMT的结果,0.01、0.1和1 ppm(0.16、1.6和15.8 μM)AgNP组L1神经丘毛束Ca2+内流分别减少30%、73%和100%(图2A)。0.1和0.3 ppm(1.6和4.7 μM)CuNP组Ca2+内流减少31%和50%,而0.5 ppm(7.9 μM)CuNP组几乎检测不到Ca2+内流(图2B)。
图2. 纳米颗粒(NP)暴露4 h对毛细胞功能的影响

其他实验结果
  • AgNPs和CuNPs浓度越高,斑马鱼胚胎成活率越低。
  • AgNPs会增加斑马鱼胚胎的孵化率,≥0.1 ppm(1.6 μM)的CuNPs暴露可能会导致胚胎孵化受到严重干扰。
  • AgNPs和CuNPs处理会使斑马鱼体长缩短。
  • 用FM1-43标记斑马鱼胚胎毛细胞,结果显示在AgNPs和CuNPs暴露96 h后,斑马鱼L1神经丘中的毛细胞数量显著减少。
  • SEM结果表明,1、3ppm AgNP处理后斑马鱼L1神经丘表面动纤毛的正常形态被破坏,成融合或缠结状。在CuNP组中也出现了类似的形态学变化。
  • 96 hpf后暴露4 h后,在0.5和1 ppm AgNP组中,L1神经丘细胞中荧光FM1-43标记的毛细胞数量显著减少,1.5 ppm AgNP组中未发现毛细胞。0.1和0.3 ppm CuNP组L1神经丘中FM1-43阳性毛细胞减少,而0.5 ppm CuNP组胚胎中未检测到FM1-43阳性毛细胞。

测试液
0.5 mM NaCl, 0.2 mM CaSO4, 0.2 mM MgSO4, 0.16 mM KH2PO4, 0.16 mM K2HPO4,300 μM MOPS, 0.1 mg/L tricaine, pH 7.0

仪器采购信息
据中关村NMT产业联盟了解,台湾师范大学生命科学系林豊益教授于2019年采购了旭月公司的非损伤微测系统。

关键词:纳米颗粒;鱼;鳃;皮肤;侧线;毛细胞;毒性Aquat Toxicol林豊益:银铜纳米颗粒抑制斑马鱼胚胎侧线毛细胞钙吸收

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