无定形纳米SiO2诱导细胞恶性转化及其相关机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81202242
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3007.卫生毒理
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Crystalline silica has already been designated as a human carcinogen by IARC. Due to the limited epidemiology and laboratory research evidence of carcinogenicity on animals and humans, and also its mechanism still unclear, the amorphous silica is classified as Group 3, and thus it is necessary to investigate its correlation with tumor. Researches showed that amorphous silica nanoparticle (nano-silica) could cause oxidative stress, induce DNA injury, and thus increase the risk of tumor occurrence. Furthermore, pevious study in our research group showed that amorphous nano-silica could induce the formation of multinucleation, which is also closely related to malignant transformation and carcinogenesis. Our project aims to investigate the malignant transformation of human bronchial epithelial cell, 16HBE induced by nano-silica and its related mechanisms. The 16HBE cells were exposed to nano-silica repeatedly, and the nano-silica-induced malignant transformation cell model was established eventually under the validation through soft agar colony formation, concanavealin A(ConA) agglutination and tumorigenecity in nude mice. The change of ROS content before and after the malignant transformation was determined by flow cytometry, and also the protein expressions of the signal molecules in the ROS-mediated MAPK/ERK and PI3K/Akt pathways, and those of the oncogenes and tumor suppressor genes were detected by western blot. Furthermore, the ROS inhibitor NAC, H2O2, and ERK, Akt over-expression or gene silence were applied to elucidate the role of ROS-mediated MAPK/ERK and PI3K/Akt pathways in the nano-silica-induced malignant transformation. The research achievement would provide a theoretical basis for nano-silica safety evaluation.
结晶形二氧化硅(SiO2)被IARC划定为人类致癌物,而无定形SiO2为Group3,对动物和人类致癌的流行病学、实验室证据均有限、机制不清,深入探讨其与肿瘤关系很有必要。研究发现,无定形纳米SiO2可引发氧化应激,造成DNA损伤,增加肿瘤发生风险,且课题组研究发现纳米SiO2有致多核作用,而多核形成与细胞恶性转化及肿瘤发生密切相关。本项目研究纳米SiO2诱导人支气管上皮细胞16HBE恶性转化及相关作用机制,细胞多次纳米SiO2染毒,采用软琼脂集落形成、刀豆蛋白A凝集和裸鼠成瘤试验验证恶转发生,流式细胞术检测恶转前后ROS含量,Western blot检测ROS介导的MAPK/ERK和PI3K/Akt信号通路分子以及癌基因、抑癌基因表达,并应用ROS抑制剂NAC、H2O2及过表达/基因沉默ERK和Akt阐明上述信号通路在纳米SiO2诱导细胞恶转中的作用,为纳米SiO2安全性评价提供理论依据

结项摘要

结晶形二氧化硅(silica dioxide,SiO2)被IARC划定为人类致癌物,而无定形SiO2为Group 3,对动物和人类致癌的流行病学、实验室证据均有限、机制不清,深入探讨其与肿瘤关系很有必要。研究发现,无定形纳米SiO2可引发氧化应激,造成DNA损伤,增加肿瘤发生风险,且课题组研究发现无定形纳米SiO2有致多核作用,而多核形成与细胞恶性转化及肿瘤发生密切相关。本项目研究无定形纳米SiO2诱导人肺支气管上皮细胞恶性转化及相关作用机制,分别采用单次染毒和多次无定形纳米SiO2染毒,单次染毒检测无定形纳米SiO2的细胞毒性情况,包括细胞通透性、氧化应激水平、线粒体损伤、细胞凋亡和周期等的检测,多次染毒主要检测细胞恶性转化,采用软琼脂集落形成和裸鼠成瘤试验验证细胞恶性转化的发生,流式细胞术检测恶转前后细胞中活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量变化,western blot检测ROS介导的MAPK和PI3K/Akt信号通路分子以及癌基因、抑癌基因的表达,并应用ROS抑制剂NAC验证氧化应激在无定形纳米SiO2诱导细胞恶性转化中的作用,为无定形纳米SiO2安全性评价提供理论依据。结果显示:单次无定形纳米SiO2染毒可引起细胞活力下降、细胞通透性增加、ROS释放、线粒体受损、细胞凋亡增加以及细胞周期G2/M阻滞,并呈剂量依赖性关系,还促进细胞炎症因子和氧化应激相关因子的表达,呈一定的剂量依赖关系;多次无定形纳米SiO2染毒后细胞的增殖能力增强,软琼脂集落形成能力增加,裸鼠荷瘤实验阳性,证实细胞发生恶性转化。同时,恶转细胞MAPK和PI3K/Akt信号通路发生改变,p38MAPK和MEK的磷酸化水平显著升高,Akt的磷酸化水平显著降低,细胞癌基因c-jun、c-fos表达升高,抑癌基因p53表达降低。给予NAC组细胞显示裸鼠荷瘤实验阴性,说明抑制氧化应激可遏制细胞发生恶性转化。现已发表中文核心期刊论文1篇, SCI论文1篇(international journal of nanomedicine, IF=4.383),参加国内学术会议交流五次,发表会议摘要4篇。通过本课题的实施,课题负责人李艳博晋升副教授职称,并作为项目负责人获批国家自然科学基金面上项目1项、北京市教委面上项目1项和北京市自然科学基金面上项目1项,2015年度获批“首都

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(0)
纳米二氧化硅颗粒对血管内皮细胞的毒性及其氧化损伤作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    吉林大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于永波;段军超;郭彩霞;孙志伟
  • 通讯作者:
    孙志伟
纳米二氧化硅颗粒对血管内皮细胞的毒性及其氧化损伤作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    吉林大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于永波;段军超;郭彩霞;孙志伟
  • 通讯作者:
    孙志伟
纳米二氧化硅颗粒对血管内皮细胞的毒性及其凋亡诱导作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    吉林大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁宝璐;赵 峰;郭彩霞;孙志伟
  • 通讯作者:
    孙志伟
Silica nanoparticles induce oxidative stress, inflammation, and endothelial dysfunction in vitro via activation of the MAPK/Nrf2 pathway and nuclear factor-κB signaling
二氧化硅纳米颗粒通过激活 MAPK/Nrf2 通路和核因子-κB 信号传导在体外诱导氧化应激、炎症和内皮功能障碍
  • DOI:
    10.2147/ijn.s76114
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    International Journal Nanomedicine
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Guo C;Xia Y;Niu P;Jiang L;Duan J;Yu Y;Zhou X;Li Y;Sun Z
  • 通讯作者:
    Sun Z

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其他文献

纳米颗粒物对心血管系统的影响及其作用机制研究进展
  • DOI:
    10.1261/rna.069567.118
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国药理学与毒理学杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    周维;李艳博;郭彩霞
  • 通讯作者:
    郭彩霞
Smac基因过表达联合顺铂对SMMC-7721细胞增殖和凋亡的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    金明华
治疗基因相关问题的探讨
  • DOI:
    10.1104/pp.113.234369
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李艳博;郭彩霞;龚守良;梁硕
  • 通讯作者:
    梁硕
Enhanced effects of TRAIL-endostatin-based double-gene-radiotherapy on suppressing growth, promoting apoptosis and inducing cell cycle arrest in vascular endothelial cells
基于TRAIL-内皮抑素的双基因放疗增强抑制血管内皮细胞生长、促进凋亡和诱导细胞周期阻滞的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    J Huazhong Univ Sci Technol
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王志成;龚平生;孙志伟;李艳博;郭彩霞;龚守良
  • 通讯作者:
    龚守良
内质网应激在纳米材料毒性效应中的作用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国药理学与毒理学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张翰超;郭彩霞;李艳博
  • 通讯作者:
    李艳博

其他文献

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李艳博的其他基金

miR-494-3p靶向UBQLN1调控巨噬细胞激活在纳米二氧化硅致肺纤维化中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82273658
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
纳米二氧化硅经miR-292-3p/MICAL2诱导心肌收缩功能障碍的作用及调控机制研究
  • 批准号:
    82073591
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
IL-6/STAT3/NF-κB对无定形纳米二氧化硅诱导肺上皮间质转化的调控作用及机制研究
  • 批准号:
    81573176
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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