【摘 要】
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纳米银（AgNPs）由于其良好性能被广泛应于生活的各个方面。其在生产、运输及应用过程中会随降雨、污水排放及垃圾渗滤液等途径迁移进入自然水体,对水生生物及水生态环境造成威胁。目前的研究大多着重纳米银对水生生物的毒性效应,但不同粒径纳米银在暴露及恢复过程的致毒机制尚不清楚。本研究以小球藻（Chlorella vulgaris）作为受试生物,选取粒径为5 nm、20 nm及70 nm的纳米银（AgNPs
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纳米银（AgNPs）由于其良好性能被广泛应于生活的各个方面。其在生产、运输及应用过程中会随降雨、污水排放及垃圾渗滤液等途径迁移进入自然水体,对水生生物及水生态环境造成威胁。目前的研究大多着重纳米银对水生生物的毒性效应,但不同粒径纳米银在暴露及恢复过程的致毒机制尚不清楚。本研究以小球藻（Chlorella vulgaris）作为受试生物,选取粒径为5 nm、20 nm及70 nm的纳米银（AgNPs5、AgNPs20及AgNPs70）为暴露材料,通过代谢组学技术结合传统毒理学手段,揭示了小球藻在暴露阶段与恢复阶段的毒性效应及潜在机制。得到的主要结果如下:（1）传统毒理学手段揭示了纳米银对小球藻毒性的粒径效应。急性毒性实验结果显示,小球藻对于纳米银的暴露呈现毒物兴奋效应。AgNPs5、AgNPs20及AgNPs70对小球藻暴露72 h后的50%生长抑制浓度(EC50)分别为54.1μg/L、53.5μg/L和111.3μg/L,呈现显著的粒径依赖性。小球藻暴露于三种粒径纳米银后叶绿素含量显著降低,光快速曲线未受影响,粒径效应不明显。纳米银在小球藻内的富集过程显示,大粒径纳米银在单位藻细胞内富集的质量更多。小粒径纳米银更易释放更多的银离子,能在更低浓度显著抑制小球藻生长,说明纳米银在溶液中的银离子可能是抑制小球藻生长的主要原因。（2）代谢组学结果显示,小球藻在纳米银浓度为EC50下进行72 h的暴露,小球藻代谢毒性呈现粒径效应。不同粒径纳米银引起小球藻代谢产物差异表达个数不同,且AgNPs70特异调节多达49种差异代谢物。小粒经纳米银（AgNPs5与AgNPs20）主要下调了小分子甘油类、糖苷类物质及次黄嘌呤。大粒径纳米银（AgNPs70）特异下调了氨基酸类物质。代谢通路的富集结果显示,小粒经纳米银通过抑制甘油磷脂代谢和嘌呤代谢影响小球藻脂质和DNA的合成。大粒径纳米银主要通过抑制氨酰t-RNA生物合成降低了氨基酸的运输效率,影响氨基酸代谢,进而抑制蛋白质的合成。（3）小球藻经纳米银暴露后转移到新鲜BG11培养基中,部分细胞功能恢复正常。经过72 h的恢复,小球藻的光合能力得到恢复,藻细胞内银得到排出。三种粒径纳米银诱导表达的差异代谢物个数减少,恢复组与暴露组相比代谢产物的表达模式与空白对照组更为接近。受小粒径纳米银抑制的通路及相关代谢产物得到恢复。但大粒径纳米银介导的Aminoacyl-t RNA biosynthesis仍呈下调,说明大粒径纳米银对小球藻氨基酸代谢具有毒性的延续。
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