易感基因对于环境相关剂量纳米TiO2致秀丽线虫毒性效应形成的调控研究

        2014年，Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine在线发表了王大勇课题组武秋立等的研究工作(Susceptible genes regulate the adverse effects of TiO₂-NPs at predicted environmental relevant concentrations on nematode Caenorhabditis elegans. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine, 2014, doi: 10.1016/j.nano.2014.03.010)。

        近些年，环境相关剂量工程纳米材料的生物效应逐渐受到关注。纳米TiO₂是现实世界中应用极为广泛的工程纳米材料。我们以往研究表明了环境相关剂量纳米TiO₂会对秀丽线虫产生毒性效应，但是其分子调控机制并不清楚。在秀丽线虫的19个氧化应激或应激反应相关突变体中，我们发现延长暴露纳米TiO₂后sod- 2、sod- 3、mtl-2和hsp-16.48是纳米TiO₂生殖和神经毒性效应形成的易感基因，sod- 2、sod- 3和mtl-2是纳米TiO₂致死和肠道发育毒性效应形成的易感基因，而mtl-2在纳米TiO₂体长发育毒性效应形成的易感基因。利用这些易感基因突变体和相应敏感的评价终点（例如运动行为），可以在ng/L的暴露范围内检测到纳米TiO₂的长期毒性效应。可以解释候选纳米TiO₂易感基因特性形成的重要机制包括相应易感基因突变体中增强的纳米TiO₂体内转运、更为严重受损的肠道生物屏障以及延长的纳米材料排泄周期长度。本研究结果暗示了易感基因突变体在评价与检测可能环境相关剂量工程纳米材料潜在毒性上的重要价值，同时也有助于我们深入理解纳米TiO₂致毒的分子机制。