基于代谢组学的碲化镉(CdTe)量子点对小胶质细胞神经毒性机制的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671034
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1007.纳米生物学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Quantum dots (QDs) are novel and effective nano-scale probes, which could be used in the field of biomedicine. It expects the demands will be more than 8.2 billion arriving in 2023. Although the toxicity of QDs has been gotten more and more attentions, the neurotoxicological study of QDs is relatively rare. The results from the previous program funded by NSFC showed that CdTe QDs exposure with a certain concentration could change the autonomic and special explosive behavior, and impair the learning and memory of animals by damaging their hippocampus. There were many signal pathways, especially the nuclear transcription factor NF-κB mediated inflammatory response pathway, in which the CdTe QDs were involved to causing these adverse effects. Therefore, this program would choose microglia, which play an important role on inflammation in the central nervous system, as the study subject and tried to investigate the neurotoxicity of CdTe QDs indicated by the animal behavior change and the injure of microglia structure and function in the whole animal and cell line levels. Meanwhile, the SMPDB would be used to comprehensively analyze the data from metabolomics and transcription sequence in order to screen key biomarkers relevant to neurotoxicity of CdTe QDs, which would be validated by BV-2 cells with a particular gene knockout or knockin. A model of predicting neurotoxicity of QDs would be built as well, which would guild the further safety application of QDs in biomedicine.
量子点是一种可用于生物医学领域的纳米级新型高效荧光探针,至2023年有82亿美元的市场需求;其生物毒性广受关注,但对其神经毒性的研究却相对较少。前一项基金的研究结果表明,碲化镉(CdTe)量子点可改变动物的自主和空间探索行为、损伤海马神经元从而影响学习记忆能力,并且其作用机制涉及多条信号通路,尤其是核转录因子NF-κB介导的炎症反应通路。因此,本课题选择中枢神经系统炎症反应中参与重要作用的小胶质细胞,从体内和体外的不同角度,通过活体动物行为改变、小胶质细胞结构和功能的损伤为观察值来反映CdTe量子点的神经毒性;结合分子生物学、代谢组学和转录组测序;通过小分子通路数据库(SMPDB)综合分析,筛选出量子点神经毒性相关的生物标志物,探讨量子点的毒作用机制;并通过目的基因沉默或过表达的小胶质细胞验证量子点毒作用参与的信号通路;建立量子点神经毒性预测模型,为其在生物医学的安全应用提供重要参考。

结项摘要

本课题从代谢组学的角度,探讨了CdTe量子点引起的海马体炎性反应及对中枢神经系统的毒性作用机制。实验证实,CdTe量子点可以透过血脑屏障,通过对大鼠海马体的高通量转录组测序数据的分析,比较2.2 nm和3.5 nm量子点的差异表达基因,筛选出的860个差异表达基因主要富集在与炎性反应相关的信号通路。CdTe量子点3 h可在颅内达到浓度峰值,并激活小胶质细胞向发挥促炎作用的M1型和发挥抑炎作用的M2型分化,mTOR通路在小胶质细胞的激活中发挥了重要作用。此外,CdTe量子点在体和离体小胶质细胞中均促使了炎性因子IL-1β的分泌,NLRP3炎性小体和NF-κB通路在其中发挥了关键的介导作用。运用GC-MS平台对CdTe/ZnS QDs时序染毒的BV2细胞进行代谢组学分析,发现在3 h、6 h、12 h均有代谢通路扰动的发生,其中有50种代谢物为3个时间点共有的差异代谢物,涉及11条通路,包括糖代谢、能量代谢、脂代谢、主动运输、氨基酸代谢和核酸代谢。用以上数据建立的量子点神经毒性的预测模型,可为量子点在生物医学的安全应用提供重要参考。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The NLRP3-Mediated Neuroinflammatory Responses to CdTe Quantum Dots and the Protection of ZnS Shell
NLRP3 介导的 CdTe 量子点神经炎症反应和 ZnS 壳的保护
  • DOI:
    10.2147/ijn.s246578
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
    International Journal of Nanomedicine
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Tianshu Wu;Xue Liang;Keyu He;Xi Liu;Yimeng Li;Yutong Wang;Lu Kong;Meng Tang
  • 通讯作者:
    Meng Tang
The role of NLRP3 inflammasome activation in the neuroinflammatory responses to Ag2Se quantum dots in microglia
NLRP3炎症小体激活在小胶质细胞Ag2Se量子点神经炎症反应中的作用
  • DOI:
    10.1039/c9nr06778g
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Wu Tianshu;Liang Xue;He Keyu;Wei Tingting;Wang Yan;Zou Lingyue;Bai Changcun;Liu Na;Zhang Ting;Xue Yuying;Tang Meng
  • 通讯作者:
    Tang Meng
Review of the effects of manufactured nanoparticles on mammalian target organs
人造纳米粒子对哺乳动物靶器官影响的综述
  • DOI:
    10.1002/jat.3499
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Applied Toxicology
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Wu Tianshu;Tang Meng
  • 通讯作者:
    Tang Meng
Transcriptome analysis of different sizes of 3-mercaptopropionic acid-modified cadmium telluride quantum dot-induced toxic effects reveals immune response in rat hippocampus
不同大小的3-巯基丙酸修饰的碲化镉量子点诱导的毒性作用的转录组分析揭示了大鼠海马的免疫反应
  • DOI:
    10.1002/jat.3629
  • 发表时间:
    2018-09-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF APPLIED TOXICOLOGY
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Wu, Tianshu;Liang, Xue;Tang, Meng
  • 通讯作者:
    Tang, Meng
DNA damage in BV-2 cells: An important supplement to the neurotoxicity of CdTe quantum dots
BV-2细胞中的DNA损伤:CdTe量子点神经毒性的重要补充
  • DOI:
    10.1002/jat.3745
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF APPLIED TOXICOLOGY
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    He, Keyu;Liang, Xue;Tang, Meng
  • 通讯作者:
    Tang, Meng

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

一株耐砷菌的鉴定及处理含砷废水研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    环境科学导刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐萌;张艮林
  • 通讯作者:
    张艮林
支气管灌注Fe2O3纳米粒对大鼠肺组织影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国公共卫生
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨扬;唐萌;张婷;陆敏玉;王宜庆;孔璐;薛玉英;张宇;顾宁
  • 通讯作者:
    顾宁
量子点(CdTe)诱导小鼠腹腔巨噬细胞凋亡与线粒体膜电位的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    南开大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    殷海荣;唐萌;付德刚;夏婷;陆敏玉;杨扬;王永;陶拓
  • 通讯作者:
    陶拓
一种赤拟谷盗聚集信息素的不对称全合成方法
  • DOI:
    10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2019.04.18294
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    合成化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石建敏;魏亮;刘璐;唐萌;白红进;杜振亭
  • 通讯作者:
    杜振亭
荧光量子点在神经毒理学研究中的应用及前景
  • DOI:
    10.7524/aje.1673-5897-20140517001
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生态毒理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴添舒;唐萌
  • 通讯作者:
    唐萌

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

唐萌的其他基金

量子点作用于CX3CR1缺失小鼠海马小胶质细胞毒效应机制的研究
  • 批准号:
    82173545
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    55.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
量子点作用于CX3CR1缺失小鼠海马小胶质细胞毒效应机制的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NOX1及mtROS介导的eNOS解偶联在PM2.5致心血管毒性中的作用及机制研究
  • 批准号:
    21876026
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    66.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
碲化镉(CdTe)量子点对大鼠海马体的毒性效应及作用机制研究
  • 批准号:
    81473003
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NF-κB和Nrf2-ARE信号通路调控CdTe量子点氧化损伤作用的分子机制研究
  • 批准号:
    81172697
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
量子点细胞毒性的定量研究
  • 批准号:
    30972504
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
三氧化二铁纳米颗粒细胞毒性的量子点活体动态检测技术
  • 批准号:
    30671782
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码