聚苯乙烯纳米颗粒对成年雄性白化大鼠潜在内分泌干扰的组织病理学、生化和分子研究

Histopathological, Biochemical and Molecular Investigations on the Potential Endocrine Disruption of Polystyrene Nanoparticles in Adult Male Albino Rats.

作者信息Dina W Bashir, Maha M Rashad, Neven H Hassan, Mona K Galal, Yasmine H Ahmed
PMID41467483
发布时间2026-09
DOI10.1002/tox.70022

实验完整度

中

包含体内动物实验、生化检测、组织病理学、免疫组化和 qRT-PCR 等多方面验证,但缺乏体外或机制干预实验。

主要模型

成年雄性 Wistar 大鼠模型

重点核对

PS-NPs 剂量:3 mg/kg 和 10 mg/kg 体重/天 给药途径:口服灌胃 实验周期:35 天 检测指标:TSH、FT3、FT4、皮质酮、TAC、MDA、COX-2 免疫组化、Nrf2/GPX/Cyt c/NBN/TNF-α 基因表达

摘要

聚苯乙烯纳米颗粒(PS‐NPs)污染饮用水、水生生态系统和食物链,破坏海洋生物。PS‐NPs 通过污染土壤和水体,对人类健康产生细胞毒性作用,构成对环境和人类的重大风险。本研究旨在确定 PS‐NPs 是否可能对雄性白化大鼠的甲状腺和肾上腺造成危害。将三十只大鼠分为三组,每组 10 只,每笼 5 只。I 组接受蒸馏水。II 组:PS‐NPs(3 mg/kg 体重/天)。III 组每天接受 PS‐NPs(10 mg/kg 体重)剂量。获取甲状腺和肾上腺样本,并进行生化、组织病理学和免疫组织化学检测。结果显示,低剂量和高剂量 PS‐NPs 均显著升高促甲状腺激素水平,并显著降低游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)和游离甲状腺素(FT4)。生化方面,总抗氧化能力显著降低。组织病理学检查显示,低剂量 PS‐NPs 组肾上腺皮质三个区域的细胞出现核固缩和轻微出血。甲状腺切片显示胶体分泌紊乱,滤泡细胞组织架构改变。核因子红系 2 相关因子 2 基因下调,细胞色素 c 基因上调。炎症标志物环氧合酶-2 在低和高剂量 PS‐NPs 中显著增加。我们得出结论,PS‐NPs 对内分泌器官的结构和功能产生不良影响。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
PS-NPs 是否对雄性白化大鼠的甲状腺和肾上腺具有潜在的内分泌干扰作用。
核心机制
PS-NPs 暴露导致氧化应激(TAC 降低、MDA 升高、Nrf2 和 GPX 下调)和炎症反应(TNF-α 和 COX-2 上调),并可能通过线粒体途径(Cyt c 上调)诱导细胞凋亡。
主要证据
组织病理学显示肾上腺皮质和甲状腺滤泡结构损伤,免疫组化显示 COX-2 表达增加,qRT-PCR 显示相关基因表达改变。
研究意义
研究提示 PS-NPs 可能对实验动物的内分泌系统功能产生影响,为塑料纳米颗粒的内分泌干扰效应提供了早期证据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物分组与 PS-NPs 暴露

建立 PS-NPs 低剂量和高剂量暴露的动物模型以评估其毒性。

30 只雄性 Wistar 大鼠随机分为 3 组:对照组(蒸馏水)、低剂量组(3 mg/kg/天)和高剂量组(10 mg/kg/天),通过灌胃给予 3% PS-NPs 乳液,持续 35 天。

2

激素水平检测

评估 PS-NPs 对下丘脑-垂体-甲状腺轴和肾上腺皮质功能的影响。

使用 ELISA 试剂盒检测血清中 TSH、FT3、FT4 和皮质酮水平。

3

氧化应激指标检测

评估 PS-NPs 暴露对全身氧化应激状态的影响。

使用生化试剂盒检测血清总抗氧化能力(TAC)和丙二醛(MDA)水平。

4

组织病理学检查

观察 PS-NPs 暴露对肾上腺和甲状腺组织结构的影响。

肾上腺和甲状腺组织经石蜡包埋、切片、H&E 染色后,在光镜下观察病理变化,并进行形态计量学分析(核固缩细胞计数、胶体面积百分比)。

5

免疫组织化学检测

评估 PS-NPs 暴露对肾上腺和甲状腺组织中炎症标志物 COX-2 表达的影响。

使用 COX-2 抗体进行免疫组织化学染色,并用图像分析系统量化阳性面积百分比。

6

基因表达分析

评估 PS-NPs 暴露对抗氧化、凋亡和炎症相关基因表达的影响。

提取肾上腺和甲状腺组织总 RNA,经逆转录后,用 qRT-PCR 检测 Nrf2、GPX、Cyt c、NBN 和 TNF-α 基因的相对表达量,以 GAPDH 为内参,采用 2^-ΔΔCt 法计算。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
皮质酮 ELISA 试剂盒SunLong Biotech Co., LTDSL1204Ra
游离三碘甲状腺原氨酸 ELISA 试剂盒ElabscienceE-EL-0079
游离甲状腺素 ELISA 试剂盒ElabscienceE-EL-0122
促甲状腺激素 ELISA 试剂盒ElabscienceE-EL-R0976
总抗氧化能力(TAC)试剂盒Bio-diagnostic Co.TA2513
COX-2 一抗文中未明确说明--
总 RNA 提取试剂盒Vivantis--
M-MuLV 逆转录酶NEBM0253
SYBR Green 染料Thermo ScientificK0221
Leica Quin 500 图像分析系统Leica--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
大鼠品系、性别、体重、年龄、饲养条件(温度、光照周期)、适应期。
阅读提示:Methods 2.2 和 2.3
PS-NPs 暴露
PS-NPs 浓度(3%)、剂量(3 和 10 mg/kg/天)、给药途径(口服灌胃)、给药频率、暴露周期(35 天)。
阅读提示:Methods 2.3
激素检测
血清样本采集方法、检测试剂盒(品牌、货号)、检测方法(ELISA 类型)。
阅读提示:Methods 2.5
组织病理学
组织固定、包埋、切片厚度、染色方法(H&E)、图像采集放大倍数、形态计量学参数。
阅读提示:Methods 2.7
免疫组织化学
一抗类型(COX-2)、稀释比例、抗原修复条件、检测系统。
阅读提示:Methods 2.7.3
基因表达分析
RNA 提取方法、逆转录酶、qPCR 试剂、内参基因、引物序列、PCR 条件、数据处理方法。
阅读提示:Methods 2.8