摘要
当今纳米科技蓬勃发展，被认为是对高新产业的发展产生重大影响力的一门学科，纳米材料因具有与传统材料不同的理化性质，其与生物体相互作用而引发的一系列特殊生物学效应越来越备受关注，纳米材料在医学、化学等领域的应用以及纳米材料可能产生的安全性问题引起了人们广泛的重视，还有待深入探索。 秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans，C.elegans)做为一种模式生物被大量应用于现代发育生物学、遗传学、基因组学、毒理学的研究中。秀丽线虫具有繁殖力强，易进行高通量检测、和人源基因相似度高等优点。由于其且与人类具有相似的衰老过程和神经调控系统，秀丽线虫被认为是研究衰老和神经退行性疾病的有效模型;而其对外界化学物质的毒性的敏感性也使其在生物安全评价领域被广泛应用。 针对纳米材料的研究热点，本论文利用模式生物秀丽线虫为模式生物，一方面选择了具有抗氧化功能的富勒醇碳纳米材料和同样具有抗氧化兼有保护神经作用的纳米硒材料，研究了它们在医学上的潜在应用;另一方面，选择了两种典型的复合材料添加剂DMP和TiO2纳米颗粒，从毒理学角度评估了它们对生物体健康可能造成的威胁。具体分为以下几部分工作: 1.探索了富勒醇对线虫衰老及应激能力的影响。本研究发现，在正常培养条件下，一定剂量浓度的富勒醇对线虫是无毒性的。而随着线虫培养时间的增加，富勒醇可以减缓线虫的衰老过程中咽部运动能力的下降和体内脂褐素的积累（一种线虫衰老的重要生化标志物）;在氧化应激条件下，富勒醇不仅下调线虫体内的活性氧自由基(ROS)水平，而且促进应激基因的转录表达，提高线虫的应激能力，DAF-16转录因子在此过程中起到了关键作用。 2.对具有抗氧化活性的纳米硒在神经退行性疾病的治疗上的应用潜力进行了评估。利用转基因秀丽隐杆线虫模型，发现纳米硒可以提高神经元的存活率和对化学、机械刺激的感应能力。进一步的实验表明，纳米硒能够抑制polyQ的聚集、降低线虫ROS水平，而且可以选择性抑制HDAC家族成员，从而起到对神经的保护作用。 3.选取了常用的塑料增塑剂邻苯二甲酸酯类(DMP)及无机纳米增白剂TiO2为代表物，研究了二者联合暴露造成的生物毒性。本文从线虫生长发育、生殖毒性、氧化应激等多个方面，探讨了联合暴露产生的叠加毒性效应。本文结果提示DMP和纳米TiO2联合暴露可以影响特异质基因的表达，破坏线虫的生殖系统，干扰线虫的正常生长发育。研究结果阐释了添加剂联合暴露引起的潜在健康危害问题以及采取相应预防措施的必要性。 综上，本文以秀丽线虫为模式生物，从抗氧化功能纳米材料在衰老、神经退行性疾病治疗上的应用和塑料复合材料中添加剂释放到环境所产生的生物安全性两方面展开了研究，深入探索了纳米材料的生物效应。
NETL