Dlk1-Dio3印记区域基因在纳米SiO2致雄性肺脏毒性传代效应中的作用及其机制
批准号:
81803274
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
袁蓓蕾
依托单位:
学科分类:
H3007.卫生毒理
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡艳辉、王璇、黄振遥、李亚博、陈怡璇
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中文摘要
纳米材料对呼吸系统的影响已成为研究纳米材料毒性的关键科学问题。研究表明,纳米SiO2作为应用最广泛的纳米材料,可引起肺脏、睾丸等多脏器的损伤。项目组前期工作发现:纳米SiO2暴露于肺脏、生殖细胞24小时后,细胞凋亡明显增加;成年雄性小鼠暴露于纳米SiO2后,其肺脏、睾丸的组织结构损伤,精子数量降低,Dlk1-Dio3区域中父系表达印记基因上调,IG-DMR区域的DNA甲基化水平降低。但该印记基因区域的具体作用机制以及传代效应是否发生目前尚不清楚。本项目采用小鼠模型,使用生化分析、分子生物学等技术,明确纳米SiO2暴露致肺脏毒性的传代效应的发生。通过动物和细胞实验,应用表观遗传学、生物信息学等方法,阐明Dlk1-Dio3印记区域基因在纳米SiO2致肺脏毒性传代效应中的机制作用。本项目的完成为加强纳米SiO2的防护要求提供理论依据,有效避免纳米SiO2的潜在传代危害,促进人类健康。
英文摘要
As we known, the impact of nanomaterials on the respiratory system has become the key scientific issue for studying the toxicity of nanomaterials. Nano-SiO2 as the most widely used nanomaterials can cause the damage of lung, testis and other organs. After 24 hours of exposure to A549 and GC-1 cells, the cell apoptosis increased significantly. Adult male mice were exposed to nano-SiO2, the structure of lung and testis were damaged, sperm counts decreased, the expression of the Dlk1-Dio3 region imprinted genes were up-regulated and the DNA methylation state of the IG-DMR region decreased. However, it is unclear the mechanism of the Dlk1-Dio3 imprinted region genes and whether the effect would transfer to offspring. To solve these problems, our project used the mouse model, by using the biochemical analysis and molecular biology to ensure the transgenerational effect of nano-SiO2. Through animal and cell experiments, we used epigenetics and bioinformatics methods to elucidated the Dlk1-Dio3 imprinted region genes mediated transgenerational effect induced by nano-SiO2. This project provides the theoretical basis for strengthening the protection requirements, effectively reduced the potential transgenerational damage of nano-SiO2 and promote human health.
纳米材料对呼吸系统的影响已成为研究纳米材料毒性的关键科学问题。纳米二氧化硅(SiO2)因具有众多独特的良好性质而得到了更广泛的生产和应用,是目前世界上和我国大规模工业化生产的产量最高的一种纳米粉体材料。纳米SiO2可以通过呼吸进入生物体内并通过血液屏障进入血液循环分布至全身各处。但纳米SiO2是否会引起传代效应及具体的作用机制目前尚不清楚。项目组工作发现:成年雄性小鼠暴露于纳米SiO2后,F0代小鼠的肺脏、睾丸的组织结构损伤,F0-F3代小鼠的呼吸功能均发生改变。在F0代小鼠的肺脏和睾丸组织中,Dlk1-Dio3区域中父系表达印记基因(Dlk1,Dio3,Rtl1)均表达降低,IG-DMR区域的DNA甲基化水平升高。F1代小鼠的肺脏组织中,Dlk1,Dio3,Rtl1印记基因表达升高。F1代睾丸组织中Dlk1基因发生变化,Dio3和Rtl1无改变。F2代小鼠中,Dlk1基因在肺脏组织中表达异常,其余均无改变。F3代肺脏组织中,IG-DMR区域的DNA甲基化水平升高。纳米SiO2暴露于肺脏细胞24小时后,细胞凋亡明显增加。Dlk1质粒加入细胞中,影响了细胞的增殖。加入甲基转移酶抑制剂后,Dlk1基因的表达升高。因此这些结果表明,Dlk1可能在纳米SiO2暴露导致雄性肺脏毒性传代效应中发挥作用。本项目的完成为加强纳米SiO2的防护要求提供理论依据,有效避免纳米SiO2的潜在传代危害,促进人类健康。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.jhazmat.2019.03.081
发表时间:2019-07
期刊:Journal of hazardous materials
影响因子:13.6
作者:Xuan Wang;Junhui Gong;Beilei Yuan;Zhaofang Chen;Juncheng Jiang
通讯作者:Xuan Wang;Junhui Gong;Beilei Yuan;Zhaofang Chen;Juncheng Jiang
Computer-aided nanotoxicology: risk assessment of metal oxide nanoparticles via nano-QSAR
计算机辅助纳米毒理学:通过纳米 QSAR 进行金属氧化物纳米粒子的风险评估
DOI:10.1039/d0gc00933d
发表时间:2020-06-07
期刊:GREEN CHEMISTRY
影响因子:9.8
作者:Cao, Jiakai;Pan, Yong;Wang, Qingsheng
通讯作者:Wang, Qingsheng
DOI:10.1016/j.ecoenv.2020.111634
发表时间:2021-01
期刊:Ecotoxicology and environmental safety
影响因子:6.8
作者:Beilei Yuan;Pengfei Wang;Leqi Sang;Junhui Gong;Yong Pan;Yanhui Hu
通讯作者:Beilei Yuan;Pengfei Wang;Leqi Sang;Junhui Gong;Yong Pan;Yanhui Hu
Adenomatous polyposis coli as a predictor of environmental chemical-induced transgenerational effects related to male infertility
腺瘤性大肠杆菌作为环境化学诱导的与男性不育相关的跨代效应的预测因子
DOI:10.1002/jbt.22331
发表时间:2019-07-01
期刊:JOURNAL OF BIOCHEMICAL AND MOLECULAR TOXICOLOGY
影响因子:3.6
作者:Yuan,Beilei;Wu,Wei;Wang,Xinru
通讯作者:Wang,Xinru
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