碲化鎘量子點(diǎn)對(duì)家蠶的生殖毒性及作用機(jī)制.pdf

1、納米量子點(diǎn)（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(zhēng)論，其中以生殖毒性為代表的長(zhǎng)期毒性還缺乏系統(tǒng)和深入的研究。本課題選擇無(wú)脊椎模式動(dòng)物家蠶為試驗(yàn)動(dòng)物，研究了碲化鎘（CdTe）QDs（粒徑2-3 nm，激發(fā)波長(zhǎng)490 nm，發(fā)射波長(zhǎng)530 nm）對(duì)家蠶的生殖毒性及其作用機(jī)制；同時(shí)，通過(guò)甘氨酸或丙氨酸對(duì)QDs進(jìn)行表面修飾，探討修飾后的QDs（QDs-Ala、QDs-Gly）對(duì)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(diǎn)能夠進(jìn)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(chóng)后24 h或48 h，在精巢和卵巢中都檢測(cè)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(cè)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(qiáng)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(jìn)入性腺的量；無(wú)論是否氨基酸修飾，以熒光強(qiáng)度顯示的QDs向精巢轉(zhuǎn)移和積累的作用皆強(qiáng)于卵巢，暗示QDs的生殖毒性具有性別差異。
　　2.碲化鎘量子點(diǎn)暴露影響家蠶產(chǎn)卵與受精:交配試驗(yàn)結(jié)果顯示，雙親幼蟲(chóng)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(dá)48％，而對(duì)照組的受精率平均為95%，殘存卵率僅為1%。母本幼蟲(chóng)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(duì)照降低了7%，殘存卵率高達(dá)20

4、%。父本幼蟲(chóng)期經(jīng)QDs暴露后，成蟲(chóng)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(qiáng)的雄性生殖細(xì)胞毒性，對(duì)雌性的毒性更多表現(xiàn)在產(chǎn)卵行為異常。上述交配試驗(yàn)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(diǎn)暴露對(duì)家蠶生殖細(xì)胞發(fā)育的影響:QDs暴露后120 h HE染色的幼蟲(chóng)生殖腺組織切片結(jié)果顯示，精巢和卵巢的生殖細(xì)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(xì)胞核出現(xiàn)了嚴(yán)重?fù)p傷，卵巢細(xì)胞核也有形態(tài)異常發(fā)生。進(jìn)一步于QDs暴露后12h、24 h和72h取出生精囊進(jìn)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(duì)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(duì)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(duì)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(diǎn)對(duì)家蠶的生殖毒性由多種分子機(jī)制復(fù)合調(diào)控:幼蟲(chóng)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(xì)胞及其內(nèi)部的生殖細(xì)胞產(chǎn)生大量活性氧，進(jìn)一步出現(xiàn)線粒體結(jié)構(gòu)破壞和碎片化，Caspase細(xì)