纳米铜经口染毒大鼠血清的代谢组学研究

背景与目的:运用代谢组学技术检测纳米铜染毒大鼠的血清代谢成分变化,结合常规血液生化及组织病理学检查,探讨纳米铜短期暴露的损害特征,寻找损害早期的代谢标记物,揭示血液代谢表型变化与纳米铜靶器官损害间的关系。材料与方法:雄性Wistar大鼠30只,分为溶剂对照组(1%HPMC),微米铜(200mg/kg)组和3个不同纳米铜剂量(50、100和200mg/kg)组,共5组,每组6只,10ml/kg经口染毒,每日1次,连续5d,次日麻醉采血制备血清,进行核磁共振和血液生化分析,同时摘取肝肾作组织病理学检查。结果:纳米铜200mg/kg组大鼠血清丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶、甘油三酯、总胆红素、总胆汁酸、尿素氮和肌酐均明显升高,伴随碱性磷酸酶和总胆固醇明显降低;肝细胞出现点状坏死,肾小管上皮细胞广泛坏死,管腔内可见蛋白管型和棕黄色结晶物沉积,肾小球亦受累及;50、100mg/kg剂量组甘油三酯和总胆固醇升高,组织病理检查显示肝脏无明显损害,肾小管上皮细胞出现肿胀;微米铜染毒大鼠仅出现肾小管上皮细胞肿胀。血清代谢组学分析表明50～200mg/kg纳米铜短期暴露可引起能量代谢紊乱和剂量依赖性的血清甘油三脂、不饱和脂肪酸和磷脂水平升高。结论:相同质量浓度的纳米级铜粉毒性明显大于微米级铜粉,肝脏和肾脏是大鼠纳米铜暴露的潜在靶器官,其损害可能与细胞的能量代谢紊乱有关。