三氯卡班对秀丽线虫的慢性毒性和作用机理研究

论文摘要

三氯卡班（TCC）是一种具有广谱性和高活性的抗菌剂,广泛应用于众多个人护理产品中。然而,TCC在环境中的降解效率低,其环境效应受到越来越多的关注。尽管如此,TCC慢性毒性的报道依然有限并且其致毒机制也不甚清晰。因此,本论文选取秀丽线虫（Caenorhabditis elegans）为模式生物,评估了TCC的慢性毒性,并从分子层面阐述TCC诱发毒性的作用机制。我们首先检测了TCC对秀丽线虫的体长、头部摆动、身体弯曲、后代数目、世代时间以及种群规模的影响。结果表明,0.1和0.2 mg/L的TCC可引起体长、头部摆动、身体弯曲、世代时间的显著改变。然而,后代数目只在浓度为0.2 mg/L时才显著降低,说明相比于其他检测终点,后代数目可能不是一个敏感的指标。为了探讨TCC诱导线虫慢性毒性的作用机制,我们检测了TCC暴露3天后,线虫体内活性氧水平（ROS）、丙二醛含量（MDA）以及脂褐质累积。发现0.1和0.2 mg/L的TCC会诱导线虫体内ROS水平显著上调,进而导致线虫体内MDA以及脂褐质含量的显著增加。另外,自由基清除剂抗坏血酸与TCC共处理线虫可缓解TCC对线虫体长的抑制并降低胞内ROS水平,说明活性氧在TCC对秀丽线虫的慢性毒性中起重要作用。此外,我们测定了抗氧化基因以及SKN-1/Nrf2通路基因的表达水平,发现0.1和0.2 mg/L的TCC可诱导线虫体内抗氧化基因sod-1、sod-5、ctl-l和ctl-2的表达上调,并且SKN-1/Nrf2通路基因skn-1、gst-10的表达量明显高于对照组。因而推测TCC慢性毒性的可能机制为TCC通过增加氧化应激相关基因的表达及ROS的产生来增强机体的氧化应激反应从而造成氧化损伤。最后,我们探讨了三氯卡班和食物供应量对秀丽线虫生长和抗氧化应激之间权衡的影响。通过检测线虫的食物摄取量、体长、超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化氢酶（CAT）活性,我们发现,与高浓度食物组相比,低食物量导致线虫的体长更小,抗氧化酶活性更高。低食物供应量时TCC暴露增加了对体长的抑制和抗氧化酶活性的刺激,说明低食物量下TCC的暴露使得权衡偏向于增强抗氧化应激。而且,我们还测定了线虫体内活性氧的含量,发现权衡效应可能与ROS有关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 三氯卡班的简介
•     1.1.1 三氯卡班的发展历史
•     1.1.2 三氯卡班的性质
•     1.1.3 三氯卡班的降解
•   1.2 三氯卡班的环境效应
•     1.2.1 三氯卡班内分泌干扰效应
•     1.2.2 三氯卡班的毒性效应
•     1.2.3 三氯卡班对生物体代谢的影响
•   1.3 秀丽线虫
•     1.3.1 秀丽线虫的简介
•     1.3.2 秀丽线虫作为模式生物的优缺点
•   1.4 秀丽线虫在毒性研究中的应用
•     1.4.1 神经毒性
•     1.4.2 生殖毒性
•     1.4.3 多代毒性
•   1.5 本论文研究的目的、意义和内容
•     1.5.1 本论文研究的目的和意义
•     1.5.2 本论文研究的内容
•   参考文献
• 第二章 三氯卡班对线虫的慢性毒性效应
•   2.1 引言
•   2.2 材料与方法
•     2.2.1 试剂与材料
•     2.2.2 溶液及培养基的配置
•     2.2.3 线虫转移和同步化
•     2.2.4 线虫的慢性致死毒性检测
•     2.2.5 线虫的体长实验
•     2.2.6 线虫的运动行为实验
•     2.2.7 线虫的生殖毒性实验
•     2.2.8 种群规模实验
•     2.2.9 数据分析
•   2.3 结果与讨论
•     2.3.1 三氯卡班对线虫致死率的影响
•     2.3.2 三氯卡班对线虫体长的影响
•     2.3.3 三氯卡班对线虫运动能力的影响
•     2.3.4 三氯卡班对线虫生殖能力的影响
•     2.3.5 三氯卡班对线虫种群规模的影响
•   2.4 本章小结
•   参考文献
• 第三章 三氯卡班毒性作用机制的研究
•   3.1 引言
•   3.2 材料与方法
•     3.2.1 试剂与材料
•     3.2.2 溶液及培养基的配置
•     3.2.3 线虫的转移与同步化
•     3.2.4 活性氧和丙二醛含量的测定
•     3.2.5 自由基清除实验
•     3.2.6 脂褐质含量的测定
•     3.2.7 RNA提取和qRT-PCR
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 三氯卡班暴露对秀丽线虫体内活性氧与丙二醛含量的影响
•     3.3.2 三氯卡班暴露对秀丽线虫体内脂褐质含量的影响
•     3.3.3 外源抗坏血酸处理可降低三氯卡班的慢性毒性
•     3.3.4 超氧化物歧化酶基因以及过氧化氢酶基因的表达
•     3.3.5 SKN-1/Nrf2通路基因的表达
•   3.4 本章小结
•   参考文献
• 第四章 三氯卡班暴露和食物添加量诱导的权衡效应
•   4.1 引言
•   4.2 材料与方法
•     4.2.1 试剂与材料
•     4.2.2 溶液及培养基的配置
•     4.2.3 线虫的转移与同步化
•     4.2.4 线虫的暴露处理
•     4.2.5 线虫摄取量和体长的测定
•     4.2.6 超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的测定
•     4.2.7 活性氧含量的测定
•   4.3 结果与讨论
•     4.3.1 食物量对未暴露线虫的权衡效应
•     4.3.2 三氯卡班对线虫因食物量不同导致的权衡效应的影响
•     4.3.3 三氯卡班对线虫体内活性氧水平的影响
•   4.4 本章小结
•   参考文献
• 第五章 结论
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 崇汉娟

导师: 童中华

关键词: 三氯卡班,秀丽线虫,慢性毒性,活性氧自由基,基因表达,权衡

来源: 中国科学技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用

单位: 中国科学技术大学

分类号: X171.5

总页数: 67

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