[张贴报告]利用单细胞测序探究量子点纳米颗粒暴露引起斑马鱼视网膜发育异常及机制

利用单细胞测序探究量子点纳米颗粒暴露引起斑马鱼视网膜发育异常及机制
编号：3134 稿件编号：2082 访问权限：私有 更新：2023-04-26 09:07:58 浏览：111次 张贴报告

报告开始：暂无开始时间 （Asia/Shanghai）

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摘要
  量子点(Quantum dots, QDs)是一种半导体纳米材料，在光伏电池、发光二极管、液晶屏幕、药物靶向、医学影像和手术导航等方面有广泛应用。QDs可经多种途径暴露人体和动物。眼睛作为浅表器官，QDs对视觉发育可能具有潜在危害。斑马鱼具有体积小、繁殖快、体外受精、胚胎透明易于观察、具备强大的色彩感知能力和视觉行为等优点，是环境毒理和视觉发育研究中常用的模式生物。
  本研究前期筛选了四种常用QDs暴露斑马鱼胚胎，发现都会引起斑马鱼的眼睛缩小，通过分别标记斑马鱼视网膜内核层、外核层和视神经节细胞层的转基因斑马鱼(Tg(Atoh7:gapRFP::Ptf1a:GFP::Crx:CFPcaax))暴露发现，这些QDs都会引起斑马鱼的视网膜萎缩，各层细胞数量减少，且以InP/ZnS QDs的效应最为显著。因此，我们选取InP/ZnS QDs为典型代表（后面简写成QDs）进行后续研究。荧光成像发现QDs吸附在斑马鱼的视网膜上。通过组织病理切片发现InP/ZnS QDs引起视网膜各层厚度变薄，光学相干成像发现QDs引起视网膜结构疏松。剥离视网膜进行转录组测序，发现QDs通过激活核糖体和铁死亡、抑制光转导等通路引起视网膜损伤。考虑到视网膜细胞的高度异质性，我们通过剥离视网膜进行单细胞转录组分析，发现QDs引起斑马鱼视网膜多种细胞数量、比例改变，其中UV视锥细胞(PRUV)等细胞数量减少，而红、绿、蓝三种视锥细胞(PRR/G/B)数量增多；视网膜色素上皮细胞(RPE)数量显著减少。继而，我们通过单细胞分析差异表达基因的KEGG通路发现，QDs暴露后显著抑制了RPE细胞氧化磷酸化等通路、诱发了细胞自噬和铁死亡，从而导致RPE数量减少和功能降低；PRUV细胞发生了内质网应激和细胞坏死，从而导致细胞数量减少和光转导能力降低，通过免疫荧光和单色光刺激试验也验证了感光细胞数量和功能的变化。我们采用通过RNA速率分析，QDs暴露导致PR细胞分化异常，短波视锥细胞(PRUV)向中、长波视锥细胞(PRR/G/B)方向分化加快，从而可能促使PRR/G/B数量增多。而RPE减少主要与RNA剪接和铁死亡异常有关，而PRUV减少与其分化过程有关。
 
关键字
纳米毒理,斑马鱼,发育,视网膜
报告人
何承勇
厦门大学

稿件作者
何承勇 厦门大学
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