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nZnO因其特殊的颗粒尺寸及特有的物理化学性质,被广泛应用于各个领域。纳米技术和人造纳米材料的安全性(Manufactured Nanomaterials,MNMs)以及生物效应;健康、环境受到的不利影响也越来越被受到广泛的关注。在近年来的报道中,ZnO纳米颗粒对水生生物的毒性机制主要为产生的氧化应激或氧自由基(ROS),少量报道显示nZnO的基因毒性,如DNA损伤,而从分子角度研究ZnO纳米颗粒对水生生物毒性影响的还鲜有报道,特别是未见对斑马鱼肝组织损伤相关基因影响的报道。因此本研究以斑马鱼(Daniorerio)为受试生物,利用石蜡切片、生理生化检测、 RT-PCR、qPCR和数字基因表达谱(DGE)等方法,从组织病理、生理生化和分子角度,研究ZnO纳米颗粒对肝组织损伤相关基因的影响,为深入研究纳米材料对水生生物毒性影响的分子机理及其在生态环境中的生物效应提供理论依据。ZnO纳米颗粒表征为球形,粒径20±10nm,纯度较高。石蜡切片观察当ZnO纳米颗粒悬浮液浓度≥5.6mg·l-1时肝组织出现损伤现象。暴露不同浓度(2.8mg·l-1,5.6mg·l-1,11.2mg·l-1,22.4mg·l-1,44.8mg·l-1)ZnO纳米颗粒,斑马鱼肝组织中GSH含量与对照组相比显著(p<0.05)减少,MDA含量随浓度的升高而显著(p<0.05)增加,Na+K+-ATPase活性随暴露时间先显著降低后显著升高(p<0.05),24h ROS含量高于对照组,说明ZnO纳米颗粒对斑马鱼肝组织具有氧化损伤,当组织细胞产生氧化应激,氧化还原系统平衡破坏,导致肝组织损伤。RT-PCR结果显示,暴露ZnO纳米颗粒对至少四种氧化应激相关基因mRNA表达量有显著差异(p<0.05),包括过氧化物酶基因(prdx)、过氧化氢酶基因(cat)、铜锌超氧化物歧化酶基因(Gu/Znsod)和谷胱甘肽还原酶基因(gpx)。相对表达量与对照组相比呈先升高后降低的趋势。表明暴露ZnO纳米颗粒对斑马鱼肝组织氧化应激基因mRNA表达量有影响。DGE分析得到差异基因的表达聚类模式、GO功能显著富集基因和Pathway显著富集基因。发现差异基因显著富集于细胞位置中的细胞器膜、细胞器、外膜和线粒体等,分子功能中的氧化还原酶活性等及代谢过程中的羧酸代谢、有机酸代谢、细胞铜代谢、小分子代谢和细胞氨基酸代谢等,并经KEGG富集分析,差异基因最显著富集的Pathway为线粒体氧化磷酸化途径。因此,ZnO纳米颗粒对斑马鱼肝组织损伤的影响主要为氧化应激,并且线粒体氧化磷酸化是影响是肝组织损伤的重要途径之一。