药物毒理学：纳米毒理学

1、纳米毒理学,1纳米100纳米 自然VS人造 益处vs害处,纳米材料*1,the features of the nanophase materials 定义：广义地说，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围 （1nm100nm） 或由他们作为基本单元构成的材料。 特性 : （1）表面与界面效应 （2）小尺寸效应 当纳米微粒尺寸与光波波长，传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，它的周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁，热力学等性能呈现出“新奇”的现象。例如，铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电；绝缘的二氧化硅颗粒在20纳米时却开始导电。 （3

2、）量子尺寸效应 当粒子的尺寸达到纳米量级时，费米能级附近的电子能级由连续态分裂成分立能级。例如，有种金属纳米粒子吸收光线能力非常强，在1.1365千克水里只要放入千分之一这种粒子，水就会变得完全不透明。 （4）宏观量子隧道效应 微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。,纳米材料特性,谁决定了它如此特殊,纳米应用在身边,纳米应用在身边*2,亲 请淘宝 “纳米二氧化钛” 它正在作为diy物理防晒霜的原料哟,推测 科学家们推测,大气颗粒物 中小100nm超细颗粒物在肺组织中的沉积效率很高。更可能直接作用于心脏,导致心血管疾病甚至可以增加血粘度或血的凝固能力。,美丽背后毒理学上的危机*3,实验纽约罗切

3、斯特大学的研究者发现让实验大鼠暴露在含有直径 20 nm的 /特氟龙 0塑料 (聚四氟乙烯颗粒的空气中 15 min , 它们大多数在 4 h内死亡了。而暴露在直径 120 nm颗粒中的对照组则安然无恙。,结论组织学研究表明, 能够清除外来物质的巨噬细胞很难将较小颗粒清除出去。,美丽背后环境学上的危机,纳米铜对大鼠肝脏毒性相关蛋白过氧化氢酶的分离鉴定及生物信息学分析1 材料与方法 1.1 试验时间、地点 1.2 主要试剂与仪器 1.3 实验动物及染毒方式 SPF 级雄性 Wistar大鼠20只，体重 220g左右，购自甘肃省中医学院。自然条件下饲养，自由摄食饮水，适应性饲养一周，随机分溶剂对照

4、组（1%HPMC）与纳米铜组 （200 mgkg-1）14， 共2组，每组10只。试验前在充满氮气的手套箱中将纳米铜用1% HPMC 分散为 200 mgkg-1，置于50 mL离心管中备用，灌胃前再超声10 min 使纳米铜颗粒分散均匀。每日称取动物体重，确定灌胃染毒量，每天1次，连续5d，结束后次日麻醉剖杀，取肝脏和血液样品，冷冻保存。 1.4 病理组织学观察分别取福尔马林溶液固定后的对照组和纳米铜中毒组大鼠的适量肝组织，做石蜡切片，H.E 染色，观察肝脏的病理组织学变化，如果中毒组大鼠的肝细胞发生病变视为染毒成功。,实验,1.5 蛋白样品制备 取各组肝脏样品 300 mg， 经生理盐水漂

5、洗后置匀浆杯中，冰浴条件下匀浆，然后加入 1.5 mL 的组织裂解液于Ependorf 管中，冰浴条件下超声裂解20 min，每隔5 min 震荡摇匀一次，12 000g 离心，吸取上清。利用 2-D clean-up 试剂盒对蛋白样品进行除杂纯化，采用Bradford 法13 定量蛋白, 分装样品, 置80C 保存备用。 1.6 双向凝胶电泳 1.7 图像扫描与分析 凝胶采用胶体考马斯亮蓝方法染色19。通过UMAX 2100 扫描仪采集 2D 图像， 然后用 PDQuest8.0分软件进行背景消减、斑点检测、匹配，获取斑点位置坐标等处理， 以“斑点染色强度和面积三倍量的变化”为标准自动进行统

6、计分析， 筛选差异蛋白点，对部分差异蛋白点进行 3D 图像扫描。1.8 胶内酶解及脱盐1.9 质谱分析 1.10 差异蛋白 CAT 的生物信息学分析,2 结果 2.1 纳米铜中毒大鼠病理模型的建立 染毒 3 d 时，纳米铜中毒组大鼠开始出现精神萎靡、食欲减退、腹泻、呕吐、呼吸减弱、振颤和弓背等异常症状，且随着染毒次数增多逐渐加重，而对照组大鼠未见异常。在病理组织学观察中发现，中毒组大鼠肝细胞出现颗粒变性， 中央静脉严重淤血 （图 1）,2.2 差异蛋白 CAT 的生物信息学分析 2.2.1 理化性质分析,利用ProtParam在线工具分析CAT 的基本理化性质，结果显示 CAT 的分子式为C2

7、668H4046N754O779S19，相对分子量为59 757.2，理论等电点 pI 为 7.07，酸性氨基酸残基总数（Asp+Glu）为 61，碱性氨基酸残基总数（Arg+Lys）为 60，丙氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和缬氨酸含量较高，分别为 8.2%、7.2%、6.7%、6.5%、6.3%、6.1%。其水溶液在 280 nm 处的消光系数为 64 665，不稳定系数为 33.78，属于较稳定性蛋白（不稳定系数40 为稳定性蛋白），平均亲水系数为-0.639，表明其有一定的亲水性。,2.3.2 亲水性和跨膜区分析 用 ProtScale 预测 CAT氨基酸序列的疏水性/亲水性。 依据氨基酸分值越低亲水性越强、分值越高疏水性越强的规律，可以看出多肽链第 50 位 Ser 具有最低的分值-2.833 和最强的亲水性； 第 31 位 Gly 具有最高的分值 2.044 和最强的疏水性，整个多肽链表现为亲水性，与ProtParam 预测结果基本一致。 采用 TMHMM 2.0 Server 预测 其跨膜区域，结果显示该蛋白 所有氨基酸位于膜外，结合亲 水性分析可预测 CAT 蛋白可 能不属于膜蛋白