通过多omics分析,二氧化纳米颗粒诱导的肝毒性的主要毒性途径
Jiaqi Shi1, Ying Ma1, Nairui Yu1
1Department of Occupational and Environmental Health Sciences, School of Public Health, Peking University, Beijing, 100191, People's Republic of China; Beijing Key Laboratory of Toxicological Research and Risk Assessment for Food Safety, School of Public Health, Peking University, Beijing, 100191, People's Republic of China.
二氧化纳米颗粒 (TiO2 NPs) 通过改变关键代谢途径,导致肝毒性. 这项研究使用了多组学来揭示这些TiO2 NP毒性机制在老鼠和人类细胞.
科学领域:
- 纳米毒理学研究
- 肝毒性 肝毒性 肝毒性
- 系统生物学 系统生物学
背景情况:
- 肝脏是纳米材料积累和毒性的首要目标,特别是在口服暴露后.
- 纳米材料的关键毒性通路,如二氧化纳米颗粒 (TiO2NP),仍然不完全理解.
- 确定这些途径对于评估纳米粒子安全性和风险至关重要.
研究的目的:
- 使用体内和体外模型研究二氧化纳米颗粒 (TiO2NP) 的肝毒性.
- 通过多omics方法确定参与TiO2 NP诱导的肝损伤的关键毒性途径.
- 为了解TiO2 NP毒性背后的分子机制提供见解.
主要方法:
- 在体内研究:斯普拉格-道利 (SD) 鼠被暴露在TiO2NP (0.50毫克/公斤) 中90天,随后对肝脏组织进行蛋白质和代谢分析.
- 实验室研究:人类肝细胞癌细胞被暴露在TiO2NP中,以评估细胞毒性和多组变化.
- 多omics集成:蛋白质组和代谢组数据被联合分析以确定使用KEGG分析显著丰富的途径.
主要成果:
- 在体内:确定了386种不同的蛋白质和29种不同的代谢产物,显著丰富于氨酸,酸盐和谷氨酸代谢,以及酸盐代谢.
- 在体外:TiO2 NP暴露诱导了细胞毒性,具有80种不同表达的蛋白质和222种不同表达的代谢物,富含类固醇生物合成和胆固醇代谢.
- 活体和体外研究都显示PI3K-Akt信号通路和PPAR信号通路的显著变化.
结论:
- 多omics分析提供了对TiO2 NP肝毒性机制的全面了解.
- 特定的代谢途径 (例如,氨基酸和脂质代谢) 和信号途径 (PI3K-Akt,PPAR) 的改变是TiO2 NP毒性的关键.
- 这项研究为评估二氧化纳米颗粒的安全性和毒性提供了新的视角.
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