硒纳米颗粒缓解铝纳米颗粒对尼罗罗非鱼的毒性效应:生长性能、抗氧化状态、基因表达及组织病理学变化

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:Aquaculture International 2.2

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  本研究针对铝纳米颗粒(Al-NPs)对水生生物的毒性问题,通过评估硒纳米颗粒(Se-NPs)的干预效果,揭示了Se-NPs通过调节氧化应激、炎症基因表达及组织修复,显著改善Al-NPs诱导的尼罗罗非鱼生长抑制、肝鳃损伤等毒性效应。高剂量Se-NPs(2.5 mg/kg)表现出更优的拮抗作用,为纳米污染物防控提供了新策略。论文发表于《Aquaculture International》,具有重要生态毒理学和养殖应用价值。

  

随着纳米技术的广泛应用,铝纳米颗粒(Al-NPs)在水环境中的累积引发生态安全担忧。这类颗粒可通过工业排放和产品降解进入水体,对水生生物造成氧化损伤、生长抑制和免疫紊乱。尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)作为全球重要养殖物种,其健康状态直接关联水产安全。然而,Al-NPs对鱼类的毒性机制及缓解策略尚不明确。开罗大学兽医学院的研究团队通过28天实验,首次系统评估了Se-NPs对Al-NPs毒性的拮抗效应,成果发表于《Aquaculture International》。

研究采用溶胶-凝胶法合成Al2O3-NPs和化学还原法制备Se-NPs,通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表征颗粒特性。将180尾尼罗罗非鱼分为6组:对照组、Al-NPs暴露组(10 mg/L)、两种剂量Se-NPs(1或2.5 mg/kg)+Al-NPs干预组及单独Se-NPs组。检测指标涵盖生长参数、肝鳃组织氧化应激标志物(谷胱甘肽GSH、丙二醛MDA)、炎症基因(TNF-β、IL-1β)表达及组织病理学变化。

生长性能与饲料利用

Al-NPs暴露导致增重(WG)和饲料效率(FER)显著降低(P<0.05),而2.5 mg/kg Se-NPs干预组增重恢复至11.04 g,优于低剂量组(9.31 g)。高剂量Se-NPs单独使用组表现最佳,日增重(DWG)达0.34 g,证实Se-NPs兼具促生长和解毒双重功效。

氧化应激与炎症调控

Al-NPs引发肝组织GSH水平从230.2降至130.1 μM/g,鳃部MDA含量升高至34,266.6 μM/g(P<0.05)。Se-NPs干预后,高剂量组肝MDA回落至31,316.6 μM/g,接近对照组。基因分析显示,Se-NPs使Al-NPs诱导的TNF-β和IL-1β过表达(7.28-9.54倍)显著下调,其中2.5 mg/kg组效果更优(P<0.05),表明其抗炎作用呈剂量依赖性。

组织病理学修复

Al-NPs组鳃部出现次级鳃片融合和上皮增生(病理评分3分),肝脏呈现中央静脉充血和空泡变性。Se-NPs高剂量组病理评分降至1分,肝窦结构基本恢复,印证其组织保护作用。

该研究证实Se-NPs通过多重机制拮抗Al-NPs毒性:①直接清除ROS,提升GSH等内源抗氧化物质;②抑制NF-κB通路,下调TNF-β/IL-1β等促炎因子;③修复鳃呼吸屏障和肝代谢功能。这一发现为纳米污染的生物修复提供了理论依据,同时确立了Se-NPs在水产饲料添加剂中的安全阈值(≤2.5 mg/kg)。未来研究可拓展至其他经济鱼种,并探索Se-NPs与其他抗氧化剂的协同效应。

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