[发明专利]一种转化态纳米材料致哺乳动物癌变的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料生物安全性检测领域，尤其涉及一种转化态纳米材料致哺乳动物癌变的方法。

背景技术

纳米材料作为人类广泛接触的一种新型环境污染物，已被证实可致DNA损伤和基因突变，但其致/促癌性目前尚无定论。为何纳米材料可致突却未见致癌？我们认为不一定是纳米材料没有致癌性(纳米二氧化钛已被列为疑似致癌物)，而可能是由于目前研究思路和研究手段受限。我们推测重要的原因之一可能在于，目前对于纳米材料的毒性效应及致癌性研究多是针对合成之后未进入环境的“原初态(pristine)”(未释放到自然环境中)纳米材料，而对纳米材料在环境因素作用下理化性质及其存在状态的变化与其毒性及致癌性的关联往往缺少必要的考虑，也就是说目前所作的纳米安全性评估并不全面。事实上，近几年越来越多的研究表明：即使同一种纳米材料也会因环境因素的不同作用而表现出完全不同的理化性质和存在状态，这使得环境中纳米材料的毒理学效应及机制研究存在诸多的不确定性。也就是说，原初状态的纳米材料未显示致癌性，不能说明被释放到环境中在各种环境因素影响下可能发生物理化学性质转变和存在状态改变的“转化态(transformed)”纳米材料依然不具有致癌性。这是当前纳米材料生物安全性评价中迫切需要解决的关键科学问题之一，也是纳米材料致癌性研究需要考虑的重要问题之一。纳米材料的理化性质和遗传毒性(包括致突性)均可受到自然环境条件的剧烈影响，从而导致“原始态”的纳米材料的毒性不能准确反映环境中“转化态”纳米材料的真实毒性(包括纳米材料的致癌性)。模拟纳米材料自然条件下发生转化的方法和后续研究“原初态”和“转化态”纳米材料致哺乳动物细胞恶性转化的有效暴露方法请参考我们之前申请的专利(申请号：201611078908.X)。本发明旨在上述体外实验(in vitro)的基础上，将经过“转化态”纳米材料长期的、慢性的、低剂量的处理后发生了恶性转化的哺乳动物细胞注射入小鼠皮下，既能直接肉眼观察“转化态”纳米材料是否诱发肿瘤，又能通过病理切片、显微观察等技术手段鉴定该肿瘤是否发生了迁移转化，既能为纳米材料的致癌性研究提供体内实验(in vivo)数据的支持，又能为纳米材料安全性评估和肿瘤的高发生率提供新的线索，具有重要的现实意义。

现有纳米材料致癌性的研究结果基本都是阴性的，其中一个重要原因在于纳米材料本身存在各种有别于常规材料的特性，目前的大量研究都是针对纳米材料的急性暴露的遗传效应，而缺乏适用于纳米材料的慢性低剂量长期暴露的稳定方法。另外一方面重要原因可能在于目前研究大多仅针对“原初态”纳米材料，忽视了对环境中“转化态”纳米材料的毒性评估，总体来说，当前针对纳米材料的安全性评估并不完善。已有的大量研究采用各类细(bacteria)为受试对象，但由于很大一部分纳米材料(如纳米银、纳米氧化锌和纳米氧化钛等)均具有抗菌特性，再加上细菌本身缺乏将纳米材料吞噬入体的能力，所以以细菌为受试对象的研究结果大多都是阴性的结果，即使有少部分研究暗示纳米材料具有一定的遗传毒性和致突能力，这部分研究也不能准确反映纳米材料的真实毒性，原因就在于细菌并不适用于纳米材料的毒性研究。哺乳动物细胞(mammalian cell)是来自哺乳动物体的细胞，目前已建成许多来自鼠、猴和人等重要的细胞系，这些离体细胞的培养由于可用来大量生产疫苗、重组蛋白和其他医疗产品而倍受重视，也被广泛用于各种毒理学研究。生物医学中经常用到哺乳动物细胞培养等离体实验，例如，观察某种新型药物对肿瘤的影响，就不能直接作用于人体，而是要先在培养的肿瘤细胞上，只有动物模型通过了，才能到临床试验阶段！针对纳米材料的毒理学和致癌性研究也应先以哺乳动物细胞为受试对象进行in vitro水平的实验研究，在大量in vitro研究结果的基础上再开展动物个体水平的in vivo研究。目前采用哺乳动物细胞为受试对象的纳米毒理学研究也已大量开展，但在动物个体水平的研究还很匮乏，少量已有的研究结果也基本都是阴性的，而针对“转化态”纳米材料的个体水平的致癌性研究目前还未见报道。综上所述，以哺乳动物为受试对象，建立和发展一种针对可能具备更强致突性的“转化态”纳米材料进行个体水平的致癌性研究的有效方法显得尤为重要。

发明内容