[发明专利]一种原初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，尤其涉及一种原初态纳米材料致哺乳动物癌变的方法。

背景技术

现代医学研究表明，癌症的发生发展是由多基因、多因素、多阶段共同长期相互作用的结果。机体自身遗传因素(Genetic factors,基因突变及遗传变异)和环境污染物(Environmental pollutants)为导致癌症发生发展的两大类重要因素。环境污染物一方面可能会导致基因突变而致癌，另一方面因为已经发生基因突变的机体对环境污染物的刺激更加敏感，而易发生癌症。同时，有报道表明，环境污染物的持续作用还能增强多种肿瘤的发展。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。我们推测其中一个重要的原因可能在于：受试模型的选择还不是十分适合。我们需要更多的考虑“机体自身遗传因素”的影响，选择自身已具有某个/些基因突变的受试细胞和实验动物模型。事实上，我们现实生活中也有很多人很多动物自身就具有遗传不稳定性。据报道，人类在进化历程中，突变可自然发生。保守的估计，自人类与黑猩猩区分的那一刻起，人类每代每个二倍体基因组平均发生4.2个氨基酸的突变。虽然这些突变至少有38％为自然选择所去除，但每代二倍体细胞中每个基因组仍可保留1.6个新突变。这些已经存在的突变可能会导致个体更容易受环境污染物(比如纳米材料)的诱导而发生癌症。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细胞实验(in vitro)的基础上，将经过“原初态”纳米材料(指生产出来后尚未释放入环境中的原始状态的纳米材料)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(该细胞系自身存在酪氨酸磷酸酶SHP-2基因的点突变，具有遗传不稳定性)注射入小鼠皮下，一定时间之后我们既能直接肉眼观察“原初态”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会发生迁移转化。该发明既能为纳米材料的致癌性研究提供体内实验(in vivo)数据，又能为纳米材料安全性评估和肿瘤的高发提供新的线索，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短时间较高剂量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。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菌(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较匮乏，少量已有的研究结果也基本都是阴性的。综上所述，以哺乳动物为受试对象，建立和发展一种针对纳米材料进行个体水平(如小鼠)的致癌性研究的有效方法显得尤为重要。

发明内容

本发明公开了一种原初态纳米材料致哺乳动物癌变的方法，用于解决现有技术中纳米材料致癌性研究的不足，以及对受试对象选择的不合理，本发明选用了哺乳动物细胞作为受试对象，经过长时间的、低剂量的慢性暴露并将恶性转化的细胞植入小鼠体内，检测原初态纳米材料对哺乳动物癌变的影响，为纳米材料安全性评估和肿瘤的高发提供新的线索，具有重要的现实意义；本发明公开的技术方案如下：