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客户案例 | 利用代谢组学研究纳米银/金对大鼠肝脏的长期生物效应

麦特绘谱

2021.12.16

发表期刊：Nanomaterials，IF=5.076

合作单位：国家纳米科学技术中心、国家药品安全评价中心等

合作项目：非靶向代谢组学

研究介绍

纳米银材料（AgNMs）具有广谱抗菌活性和对特定细菌的高效杀伤力，已被用于多种消费品中，然而，大量的AgNMs也不断“入侵”环境，甚至人体，这不免引起了公众对其不良生物效应的担忧。因此，深入了解AgNMs在器官中的潜在毒性和可逆性至关重要，而关于长期毒性，特别是AgNMs在体内的可逆性相关研究较少。本研究通过给大鼠静脉注射金芯/银纳米棒（Au@AgNRs），结合代谢组学技术和经典毒性分析探讨AgNMs引起的肝损伤和潜在的恢复能力，揭示AgNMs长期引起的急性生物效应并伴有适应性恢复，这为AgNMs潜在生物医学效应提供一种新的、有价值的毒性机制。

研究结果

大鼠分为三组，每组8只，分别为培养基对照组、AuNRs组和Au@AgNRs，每组再进一步分为两个亚组（处理2-week和8-week）。首先分析了AuNRs和Au@AgNRs理化特征和Au@AgNRs暴露后血液和器官中Au和Ag的含量。静脉注射后，10min内Ag或Au从血液中迅速清除，以极低浓度维持8周，主要在肝脏和脾脏中积累。

分析Au@AgNRs引起的血液学变化、血清生物标志物、炎症反应以及肝脏组织学变化，AuNRs或Au@AgNRs在2w时可诱导肝实质血管附近出现明显的炎症灶，而在8w时，三组肝脏均未检测到病理学变化。

肝脏代谢组学分析显示，仅Au@AgNRs组与对照组能区分开，特别是2w时；2w时AuNRs和Au@AgNRs组差异代谢物包括醇类、氨基酸碳水化合物、脂肪酸、脂质、核苷酸、有机酸和维生素，而AuNRs与对照组差异代谢物极少；大部分差异代谢物是由Au@AgNRs诱导的，表明AgNRs具有特异性。

Au@AgNRs干扰了氨基酸代谢、脂肪酸代谢和能量代谢（糖酵解）等常见的代谢途径。然而，经过6周，上述所有代谢物变化大多恢复到正常水平。这些结果表明，AgNMs可以被认为是一种耐受性良好的纳米材料，因为AgNMs诱导的短期生物效应可以在长期适应后自发恢复。

基于肝脏差异代谢物的代谢通路分析示意图；
红色和蓝色分别表示上调和下调。

参考文献

The Bio-Persistence of Reversible Inflammatory, Histological Changes and Metabolic Profile Alterations in Rat Livers after Silver/Gold Nanorod Administration. Nanomaterials. 2021.

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本研究结合经典的毒性分析和代谢组学分析，证明了纳米银在肝组织中的长期生物效应，特别是，对在实验结束时不能引起明显毒性的Au@AgNRs的代谢适应提供了新的见解。其中非靶向代谢组学由麦特绘谱提供。麦特绘谱拥有成熟的代谢组学检测平台，菌群16S测序和宏基因组等技术，以及联合分析等全套解决方案。独家的检测技术、全面的数据报告以及专业的售后探讨，助力您的科研探索之路不断创新和突破。欢迎联系麦特绘谱热线400-867-2686获取详细资料！

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周锦帆