纳米二氧化钛对内分泌系统毒理效应的研究-生物学专业论文.docxVIP

ClassifiedIndex:Q71 U.D.C:577.21DissertationfortheMasterDegreeinScienceTHESTUDYINGONENDOCRINETOXICOLOGY EFFECTSOFTITANIUMDIOXIDENANOPARTICLESCandidate：Hu HailongSupervisor：Prof.GuNingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：BiologyAffiliation：SchoolofLifeScienceandTechnologDateofDefence：December,2014Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要二氧化钛（TiO2）纳米粒子以其所具有的高稳定性、抗腐蚀性和光催化性 等性质，成为了一种被广泛应用的纳米材料。但大量实验表明，纳米TiO2被 生物体摄取后可以在生物体内造成活性氧（ROS）物质积累，导致各种疾病， 因此，纳米TiO2对人类的健康存在着安全隐患。糖尿病是一种严重影响人类生活质量的内分泌系统疾病，可分为I型和II 型两种亚型。ROS可以通过破坏胰岛?细胞导致胰岛素分泌不足，进而导致I 型糖尿病；ROS也可以通过促进胰岛素受体底物（IRS1）蛋白丝氨酸/苏氨酸 磷酸化，导致胰岛素靶脏器产生胰岛素抵抗，进而导致II型糖尿病。因此， ROS在糖尿病形成过程中具有重要作用，但是，纳米TiO2在机体内产生的ROS 是否也对糖尿病这一重要的内分泌系统疾病的发生有促进作用呢？据了解，这 一问题至今还没有任何相关研究。本课题以CD-1（ICR）品系雄性小鼠为实验对象，对小鼠进行连续灌胃 纳米TiO2（低剂量组，LD，64mg/kg体重；高剂量组，HD，320mg/kg体重； 对照组，Control，等体积PBS），之后对小鼠生理指标（体重、饮食等）、血 糖水平（尾静脉血、心脏血）等进行检测以确定纳米TiO2对小鼠血糖影响，并通过分析影响血糖代谢稳定性通路分析了纳米TiO2造成小血糖升高的机制。结果显示，在对小鼠连续灌胃纳米TiO2悬液10周后，LD组与HD组小 鼠体内ROS大量积累，造成血糖耐受性显著降低，最终导致小鼠尾静脉血和 心脏血空腹血糖含量显著上升，但LD组和HD组与Control组对比，小鼠尾 静脉血胰岛素含量却没有显著性变化。对小鼠胰脏切片进行形态学观察发现， LD组与HD组胰岛β细胞并无显著凋亡情况产生，可判断纳米TiO2对小鼠胰 岛素分泌并没有显著影响。对小鼠进行口服葡萄糖耐受性实验（OGTT）检测， 结果表明，纳米TiO2在未改变小鼠胰岛素分泌量的情况下，严重降低了小鼠 对葡萄糖的调控能力，使小鼠处于胰岛素抵抗状态，最终导致小鼠血糖升高。关键词：纳米TiO2；小鼠血糖；胰岛素；活性氧；胰岛素抵抗AbstractTitaniumdioxide(TiO2)nanoparticleisahighlystable,anticorrosive,andphotoactivenanoparticle,andisfrequentlyusedasanimportantnanomaterial.However,TiO2nanoparticlescouldinducereactiveoxygenspecies(ROS)aftertheywereenteredintothebodiesofhumansandanimals,andthusinducemany kindsofdiseases.Thus,TiO2nanoparticlescouldalsoinducetoxicologyeffectstohumansandanimals.Diabetesisanendocrinesystemdisease,andisusuallytheproductoftwo distinctabnormalities:abnormal??cellfunctionandinsulinresistance(IR). IncreasesinROSinduceever-worseningabnormalitiesinthepancreatic??cell,andthus,ininsulinsynthesisandsecretion,whichiscalledtypeIdiabetes.ROS canalsoincreasethephosphorylationofserine/threonlineresiduesininsulin receptorsubstrate1(IRS1),interruptingtheinsulinsignal,a