AgN03和NM300K Ag NPs对秀丽隐杆线虫抗氧化防御和氧化应激的影响

发布时间:2021-06-16文章来源: 浏览次数:

银纳米粒子(Ag NPs)由于在消费品中广泛用作抗菌剂而受到生态毒理学研究的广泛关注。由于众所周知的离子 Ag 的毒性特性,环境中的重新释放和随之而来的生物体暴露于 Ag NPs 仍然是一个令人十分关切的问题。欧盟的参考 Ag NPs NM300K 已经进行了广泛的毒理学研究,因此是现有最好的特征化纳米材料之一。在秀丽隐杆线虫中,Ag NPs 已被证明会对生理过程,如繁殖、发育和运动产生负面影响。此外,纳米粒子暴露诱导的自由基产生有可能诱导氧化应激反应,并对脂质、蛋白质和 DNA 产生损伤。在我们以前的工作中,我们表明,长期六代暴露于 NM300K Ag NPs, 导致对 AgNO3暴露的敏感性增加,而对 AgNO3的多代暴露导致对 Ag NPs 的敏感性降低。

秀丽隐杆线虫为研究包括谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物还原酶在内的酶和非酶抗氧化系统提供了完美的模型。理解活性氧类(ROS)在毒性试验中至关重要,因为 ROS 与免疫反应、细胞增殖、分化和凋亡有关。此外,氧化还原状态的改变可能对生理发育产生不利影响,对新陈代谢、细胞衰老和凋亡产生负面影响。秀丽隐杆线虫拥有一个高度专门化和复杂的活性氧和氧化还原控制系统,其中他们的基因组编码五种同种型的 SOD 酶。此外,这种线虫拥有三个过氧化氢酶编码基因(CTL)和超过50个推定的谷胱甘肽 -s- 转移酶(GST)基因,促进 ROS 清除。谷胱甘肽 -s- 转移酶(GSTs)与 GSH 一起是重要的细胞解毒酶。还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽的比值(GSSG/GSH)已被证明是细胞间氧化还原状态的良好指标。


对氧化应激的适应性已经在单个生物体或细菌和人类细胞的跨代中得到证实,以及在秀丽隐杆线虫。在生化背景下,适应 ROS 水平的变化主要集中在预防措施上,而不是修复机制。此外,有人提出,这种暴露情景将引起秀丽隐杆线虫的生理反应,从而允许交叉适应其他压力源。最后,“记忆效应”,当上述应激源被移除时,应该在了解 NP 毒性的机制中发挥关键作用。

氧化应激被认为是 Ag NPs 的一个重要毒性机制,已成为包括秀丽隐杆线虫在内的多种生物毒性研究的重点。氧化应激是 Ag NP 诱导的生殖毒性的重要机制因子。Roh 等人发现,未包被的 Ag NP (< 100nm)暴露后,线虫 sod-3基因的表达增加。在一项比较研究中,线虫暴露于包被或未包被的 Ag NPs (< 100nm) ,或 AgNO3,显示了 AgNO3和未包被 Ag NPs 的显著毒性反应,这与线粒体膜通透性增加和氧化 DNA 损伤有关,这是两种银形式的氧化应激反应的基础。(撰稿:李洋 )


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