基本信息

主題：銀銅納米顆粒抑制斑馬魚胚胎側(cè)線毛細(xì)胞鈣吸收

期刊：Aquatic Toxicology

影響因子：4.346

研究使用平臺(tái)：NMT斑馬魚創(chuàng)新科研平臺(tái)

標(biāo)題：Toxic e?ects of silver and copper nanoparticles on lateral-line hair cells of zebrafish embryos

作者：中國臺(tái)灣師范大學(xué)林豊益、Hsiu-Ju Yen

檢測離子/分子指標(biāo)

Ca2+

檢測樣品

斑馬魚胚胎側(cè)線毛細(xì)胞

中文摘要（谷歌機(jī)翻）

納米粒子（NPs）對(duì)魚類早期的潛在毒性仍不清楚。在這項(xiàng)研究中，我們調(diào)查了銀（AgNPs）和銅納米顆粒（CuNPs）對(duì)斑馬魚胚胎側(cè)線毛細(xì)胞的毒性作用。在受精后0~96 h（hpf），將不同濃度的AgNPs和CuNPs孵育斑馬魚胚胎。發(fā)現(xiàn)AgNPs和CuNPs都以劑量依賴的方式在斑馬魚胚胎中引起毒性作用。AgNP和CuNP的96小時(shí)50％致死濃度（LC50）值分別為6.1 ppm（56.5 μM）和2.61 ppm（41.1 μM）。AgNPs [≥1 ppm（9.3 μM）]和CuNPs [≥0.01 ppm（0.16 μM）]嚴(yán)重?fù)p害了FM1-43標(biāo)記的毛細(xì)胞數(shù)量和發(fā)束的微觀結(jié)構(gòu)。用非損傷微測技術(shù)（NMT）測量在毛細(xì)胞的發(fā)束處的Ca2+流入，以評(píng)估毛細(xì)胞的功能。發(fā)現(xiàn)AgNPs [≥0.1 ppm（0.9 μM）]和CuNPs [≥0.01 ppm（0.16 μM）]均能顯著減少Ca2+的流入。在暴露于AgNPs和CuNPs 4小時(shí)（96~100 hpf）的孵化胚胎中也發(fā)現(xiàn)了類似的毒性作用。這項(xiàng)研究表明，斑馬魚的側(cè)線毛細(xì)胞對(duì)AgNPs和CuNPs敏感，而這些污染物在水生環(huán)境中可能對(duì)魚類的生存構(gòu)成威脅。

離子/分子流實(shí)驗(yàn)處理方法

斑馬魚胚胎在受精后（hpf）0~100 h期間，分別用AgNPs（0、0.9、9.3、27.8 μM）和CuNPs（0、0.16、1.6、15.8 μM）進(jìn)行處理

離子/分子流實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在AgNP或CuNP暴露96 h的胚胎中發(fā)現(xiàn)毛細(xì)胞的功能損傷。用NMT技術(shù)檢測斑馬魚胚胎L1神經(jīng)丘毛束Ca2+流速（圖1A），0.1、1、3 ppm（0.9、9.3、27.8 μM）AgNP處理組Ca2+內(nèi)流速率分別顯著降低26%、46%和91%（圖1B）。0.01 ppm（0.16 μM）CuNP處理組Ca2+內(nèi)流速率減少38%，0.1和1 ppm（1.6和15.8 μM）CuNP處理組幾乎檢測不到Ca2+內(nèi)流（圖1C）。

圖1.Hpf 0~96 h納米顆粒（NP）暴露對(duì)毛細(xì)胞功能的影響

在96~100 hpf期間，在短期AgNP或CuNP暴露下可以觀察到斑馬魚胚胎毛細(xì)胞的功能變化。根據(jù)NMT的結(jié)果，0.01、0.1和1 ppm（0.16、1.6和15.8 μM）AgNP組L1神經(jīng)丘毛束Ca2+內(nèi)流分別減少30%、73%和100%（圖2A）。0.1和0.3 ppm（1.6和4.7 μM）CuNP組Ca2+內(nèi)流減少31%和50%，而0.5 ppm（7.9 μM）CuNP組幾乎檢測不到Ca2+內(nèi)流（圖2B）。

圖2. 納米顆粒（NP）暴露4 h對(duì)毛細(xì)胞功能的影響

其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果

• AgNPs和CuNPs濃度越高，斑馬魚胚胎成活率越低。
• AgNPs會(huì)增加斑馬魚胚胎的孵化率，≥0.1 ppm（1.6 μM）的CuNPs暴露可能會(huì)導(dǎo)致胚胎孵化受到嚴(yán)重干擾。
• AgNPs和CuNPs處理會(huì)使斑馬魚體長縮短。
• 用FM1-43標(biāo)記斑馬魚胚胎毛細(xì)胞，結(jié)果顯示在AgNPs和CuNPs暴露96 h后，斑馬魚L1神經(jīng)丘中的毛細(xì)胞數(shù)量顯著減少。
• SEM結(jié)果表明，1、3ppm AgNP處理后斑馬魚L1神經(jīng)丘表面動(dòng)纖毛的正常形態(tài)被破壞，成融合或纏結(jié)狀。在CuNP組中也出現(xiàn)了類似的形態(tài)學(xué)變化。
• 96 hpf后暴露4 h后，在0.5和1 ppm AgNP組中，L1神經(jīng)丘細(xì)胞中熒光FM1-43標(biāo)記的毛細(xì)胞數(shù)量顯著減少，1.5 ppm AgNP組中未發(fā)現(xiàn)毛細(xì)胞。0.1和0.3 ppm CuNP組L1神經(jīng)丘中FM1-43陽性毛細(xì)胞減少，而0.5 ppm CuNP組胚胎中未檢測到FM1-43陽性毛細(xì)胞。

測試液

0.5 mM NaCl, 0.2 mM CaSO4, 0.2 mM MgSO4, 0.16 mM KH2PO4, 0.16 mM K2HPO4,300 μM MOPS, 0.1 mg/L tricaine, pH 7.0

儀器采購信息

據(jù)中關(guān)村NMT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟了解，中國臺(tái)灣師范大學(xué)生命科學(xué)系林豊益教授于2019年采購了旭月公司的非損傷微測系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：納米顆粒；魚；鰓；皮膚；側(cè)線；毛細(xì)胞；毒性