1、重金屬離子鎘，在ATSDR20種危險(xiǎn)物質(zhì)中被列為第八大環(huán)境污染物。鎘污染主要來(lái)源于工業(yè)廢氣、廢水排放，廢渣堆積以及農(nóng)業(yè)上農(nóng)藥和肥料的使用。人類(lèi)可能通過(guò)多種途徑暴露鎘，比如:吸入含鎘的顆粒物，攝入含鎘污水和食物，鎳鎘電池工業(yè)和電鍍等職業(yè)暴露。鎘進(jìn)入血液循環(huán)，主要蓄積在人體肝臟、腎臟和骨中，引起器官損傷以及骨質(zhì)損傷，還可誘發(fā)癌癥。
　　TiO2納米材料(TNP)由于具有獨(dú)特的表面性質(zhì)，已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，比如:涂料、顏料、光電池、

2、化妝品以及生物醫(yī)藥領(lǐng)域。在生產(chǎn)、使用和處理過(guò)程中納米材料很有可能被釋放到環(huán)境（大氣、水、土壤等）中去。由于納米材料較大的比表面積，他們不可避免地吸附環(huán)境中的污染物，極大的增加了人群同時(shí)暴露他們的幾率并造成潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。因而評(píng)價(jià)兩者共同暴露可能引發(fā)的毒性效應(yīng)是納米材料安全性評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。在水生生物中已有的研究表明，納米材料與環(huán)境污染物間的相互作用不僅會(huì)影響納米材料的遷移沉降，環(huán)境中的污染物也因?yàn)榧{米材料的存在改變其原有的生物利用度和毒

3、性。而目前有關(guān)納米材料和重金屬共同暴露嚙齒類(lèi)動(dòng)物的毒性研究很少，并且在嚙齒類(lèi)動(dòng)物的疾病模型中的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。
　　研究表明，TNP進(jìn)入小鼠體內(nèi)后主要累積在肝臟，由氧化應(yīng)激引起肝損傷，主要表現(xiàn)為血清中轉(zhuǎn)氨酶的升高，肝內(nèi)炎癥因子釋放，肝細(xì)胞損傷加重等。鎘作為環(huán)境中（主要是水中和土壤中）廣泛存在的重金屬，其急性暴露可誘發(fā)肝毒性，鎘除了與含巰基的蛋白結(jié)合產(chǎn)生活性氧引起氧化應(yīng)激外，還可以激活枯否使細(xì)胞釋放促炎細(xì)胞因子加劇肝損傷。那么兩種物

4、質(zhì)共同暴露后，對(duì)哺乳動(dòng)物的肝臟會(huì)產(chǎn)生怎樣的毒性效應(yīng)？對(duì)肝炎小鼠和正常小鼠的肝臟毒性有何差異呢？
　　本研究圍繞以上問(wèn)題，采用靜脈注射的方式暴露鎘、TNP和兩者共同暴露小鼠，考查在生物利用度為100％時(shí)，相同劑量的TNP和鎘共同暴露比單獨(dú)TNP或者鎘暴露在健康和肝炎小鼠兩種模型中引起的毒性效應(yīng)，并且探索了共暴露引起肝損傷加重可能的毒性機(jī)制。
　　本文分三部分對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了闡述。
　　第一部分，小鼠尾靜脈注射15 mg/

5、kg或20 mg/kg B.W.刀豆蛋白（ConA）后，在不同時(shí)間點(diǎn)(3，6，8，12，24 h)，通過(guò)檢測(cè)血清生化、促炎因子以及肝臟病理，系統(tǒng)評(píng)價(jià)了ConA誘導(dǎo)的肝損傷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，20 mg/kg B.W.ConA劑量條件下作用6h，小鼠各項(xiàng)指標(biāo)與肝炎表現(xiàn)有較好的吻合，可作為肝炎模型建立的條件。
　　第二部分，TNP與鎘共同暴露對(duì)小鼠的毒性效應(yīng)研究。通過(guò)設(shè)置溶劑對(duì)照組(saline)、鎘暴露(1.0 mg/kg B.W.)組、T

6、NP(15 mg/kg B.W.)暴露組以及TNP和鎘共同暴露(TNP:15 mg/kg B.W.，鎘:1.0 mg/kg B.W.)組，我們首先系統(tǒng)評(píng)價(jià)了各暴露條件下健康小鼠的肝臟功能。研究發(fā)現(xiàn)，健康小鼠在以上三種暴露模式下，臟器系數(shù)，肝功指標(biāo)和炎性因子釋放與溶劑對(duì)照組都沒(méi)有顯著性差異，材料暴露也沒(méi)有引起小鼠肝臟的任何病理學(xué)改變。因此，共同暴露較低劑量的TNP和鎘不會(huì)引起顯著性的肝損傷。此外，我們還通過(guò)設(shè)置與健康小鼠暴露相同劑量的正常

7、對(duì)照組、肝炎對(duì)照組、鎘暴露肝炎組、TNP暴露肝炎組以及共同暴露TNP和鎘的肝炎組，系統(tǒng)研究了TNP與鎘共同暴露對(duì)ConA誘導(dǎo)的肝炎小鼠肝損傷的影響。各暴露組材料預(yù)暴露48 h后，以20 mg/kg劑量靜脈注射ConA，6h后到達(dá)肝炎組檢測(cè)終點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，ConA誘導(dǎo)的肝炎組小鼠比正常對(duì)照小鼠臟器系數(shù)顯著增大，但肝炎組間無(wú)差異;肝炎組預(yù)共暴露鎘和TNP引起較單獨(dú)暴露鎘或TNP更為顯著的血清中轉(zhuǎn)氨酶（ALT和AST）水平的升高。因此，鎘

8、和TNP共同暴露在ConA誘導(dǎo)的肝炎模型鼠中造成了更嚴(yán)重的肝損傷。對(duì)各暴露組小鼠肝臟的病理學(xué)檢測(cè)結(jié)果顯示，鎘和TNP共暴露引起了更為嚴(yán)重的肝臟炎細(xì)胞浸潤(rùn)。對(duì)上述病理學(xué)結(jié)果的半定量打分結(jié)果也顯示，鎘與TNP共暴露引起更嚴(yán)重的肝臟病理學(xué)的改變。
　　第三部分，我們探究了共暴露鎘和TNP在肝炎小鼠模型中引起肝損傷加重的可能機(jī)制。通過(guò)對(duì)檢測(cè)終點(diǎn)各暴露組小鼠臟器中鈦和鎘的含量的分析，我們發(fā)現(xiàn)，TNP主要累積在肝、脾和肺中，相對(duì)于TNP單獨(dú)暴

9、露，鎘和TNP共暴露沒(méi)有改變TNP在肝炎模型鼠肝臟中的累積;鎘主要累積在肝和腎中，共暴露顯著增加了肝炎模型鼠肝臟中鎘的累積。為進(jìn)一步明確鈦和鎘在共暴露情況下的體內(nèi)累積過(guò)程，我們測(cè)定了不同暴露時(shí)間條件下(2、6、12、24、48、54 h)鈦和鎘在肝炎模型鼠肝臟中的累積。結(jié)果顯示，TNP和鎘共暴露與TNP單獨(dú)暴露條件下，肝炎模型鼠肝臟中的Ti含量表現(xiàn)出相似的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程;而相較于鎘單獨(dú)暴露，共暴露條件下肝炎模型鼠肝臟中的鎘含量在各檢測(cè)時(shí)間

10、點(diǎn)都表現(xiàn)出顯著性的增大。通過(guò)計(jì)算濃度-時(shí)間曲線下面積，我們發(fā)現(xiàn)，共暴露沒(méi)有改變Ti在肝炎模型鼠肝臟中的積累，而鎘的積累在共暴露時(shí)增大了30％。因此，共暴露條件下，TNP可能促進(jìn)了鎘離子在肝臟中的積累。隨后，我們對(duì)三種暴露情況下肝臟的氧化應(yīng)激水平進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，共暴露TNP和鎘在肝臟中引起更為顯著的GSH水平的降低和MDA水平的升高。對(duì)肝臟中炎癥因子水平的檢測(cè)結(jié)果顯示，共暴露TNP和鎘引起了更高水平的TNF-α和IL-1β的釋放。此

11、外，我們還發(fā)現(xiàn)，TNP和鎘共暴露引起更高水平的肝細(xì)胞自噬標(biāo)志蛋白LC3以及凋亡蛋白PARP的表達(dá)。
　　綜上，共暴露TNP和鎘促進(jìn)鎘在肝臟中的累積，但是卻沒(méi)有改變TNP的累積，因此TNP可能提供了鎘載體。相比健康小鼠，肝炎小鼠自身具有對(duì)炎癥的敏感性，鎘或者TNP引起了肝內(nèi)炎癥增強(qiáng)，共暴露兩者引起了比TNP或者鎘暴露更嚴(yán)重的肝損傷。肝損傷加劇可能的機(jī)制是:共暴露兩者產(chǎn)生了更多的氧化應(yīng)激，枯否使細(xì)胞的激活使其釋放更多炎性因子，并且造成