nanoZIF-67暴露下线粒体介导的斑马鱼胚胎细胞凋亡研究.pdf

中文摘要

金属有机骨架材料（MetalOrganicFrameworks）是一类重要的具有多孔结

构的新型杂化材料。类沸石咪唑酯骨架材料（zeoliticimidatzolateframeworks,

ZIFs）是MOFs类的亚家族之一，其中由金属Co2+与2-甲基咪唑有机配体形成

的类沸石咪唑酯骨架材料nanoZIF-67，因具有微孔性、良好抗菌性、高比表面

积等特性，在催化合成、吸附去除废水中的有害物质及生物传感等方面起着重

要的作用。目前nanoZIF-67已在食品检测领域展开应用，但有关其在食品中应

用的安全性研究较少。因此，本研究通过nanoZIF-67暴露斑马鱼胚胎来评估其

在体内的潜在毒性效应，对nanoZIF-67暴露下线粒体介导的斑马鱼胚胎细胞凋

亡进行研究。

为了研究nanoZIF-67诱导的斑马鱼胚胎细胞凋亡情况，本研究采用不同浓

度nanoZIF-67（50、100、200mg/L）对斑马鱼胚胎进行120h的急性暴露试验。

暴露结束后，在体式显微镜下检测斑马鱼胚胎的生理指标；使用吖啶橙染色方

法观察斑马鱼胚胎凋亡细胞的分布；使用透射电子显微镜观察线粒体结构变化；

使用实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）技术分析nanoZIF-67暴露对斑马

鱼胚胎线粒体自噬及细胞凋亡相关基因转录表达的影响；使用ELISA试剂盒检

测斑马鱼幼鱼体内腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）、细胞色素C（Cyt-c）、线粒体蛋

白P62、TOMM20的含量及凋亡酶Caspase3、Caspase9的活性，以期为评估

nanoZIF-67在食品中应用的安全性提供理论依据及技术支持。

通过急性暴露试验，发现nanoZIF-67对斑马鱼胚胎细胞凋亡造成的影响如

下：

（1）nanoZIF-67暴露会使斑马鱼幼鱼心率降低，心包水肿率和卵黄囊水肿

率升高；处理组幼鱼经吖啶橙染色后，卵黄囊荧光信号极显著增强，说明卵黄

囊发生细胞凋亡。

（2）nanoZIF-67暴露斑马鱼胚胎120h后，与对照组相比，p53、apaf1和

bcl-2的表达量在各处理组发生不同程度的降低，cas9在中浓度组（100mg/L

nanoZIF-67）的表达量发生极显著升高；各处理组的凋亡酶caspase3和caspase

9的活性显著升高；高浓度组（200mg/LnanoZIF-67）胚胎体内Cyt-c含量显著

升高。

（3）nanoZIF-67暴露使幼鱼心脏部位线粒体减少，线粒体嵴发生断裂或消

I

失，线粒体膜破裂，同时在肝脏部位也发现线粒体皱缩、嵴断裂现象；

nanoZIF-67暴露还使斑马鱼幼鱼体内ATP含量升高。

（4）nanoZIF-67暴露斑马鱼胚胎120h后，与对照组相比，vps34、pink1、

park2和fundc1在各处理组的表达量均极显著降低；vdac1在低浓度组（50mg/L

nanoZIF-67）和中浓度组（100mg/LnanoZIF-67）的表达量极显著降低；

TOMM20和P62在中浓度组（100mg/LnanoZIF-67）和高浓度组（200mg/L

nanoZIF-67）中蛋白含量极显著升高。

综上所述，nanoZIF-67暴露可能引起了斑马鱼胚胎发生应激反应，造成线

粒体损伤并抑制其线粒体自噬的发生，从而促进细胞凋亡。

关键词：斑马鱼胚胎；nanoZIF-67；线粒体自噬；细胞凋亡

II

ABSTRACT

MetalOrganicFrameworks(MOFs)areanewclassofhybridmaterialswith

porousstructure.Zeoliticimidatzolateframeworks(ZIFs)areoneofthesubfamiliesof

MOF