氧化銅納米顆粒對人體肺細(xì)胞的致毒機(jī)制研究.pdf

1、隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，人工納米顆粒(Engineered Nanoparticles，ENPs)逐漸在能源、生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，在這些納米產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用和處理等過程中，ENPs不可避免的釋放進(jìn)入空氣中，通過呼吸系統(tǒng)被生物體吸收，主要附著于肺泡和較大的支氣管內(nèi)，對肺部產(chǎn)生毒性效應(yīng)，進(jìn)而對人體健康產(chǎn)生潛在威脅。細(xì)胞作為生命活動的基本單位，具有試驗(yàn)周期短、培養(yǎng)條件易于控制、靈敏性高等特點(diǎn)，可以從分子層面揭示致毒機(jī)制，所以廣

2、泛應(yīng)用于探究ENPs的毒性機(jī)制。本研究擬以人體肺表皮細(xì)胞(A549)作為受試細(xì)胞，系統(tǒng)研究氧化銅納米顆粒(Copper Oxide ENPs，CuO ENPs)對A549細(xì)胞的攝取、釋放及其致毒機(jī)理。主要研究結(jié)果如下：
　　 不同濃度CuO ENPs對A549的毒性效應(yīng)研究表明，20-100mg/LCuO ENPs對A549細(xì)胞的生長具有顯著的抑制作用，且明顯高于大顆粒氧化銅顆粒(CuOBulk Particles，CuO BP

3、s)(1.5μm)的抑制作用，進(jìn)而計(jì)算得出24h的CuO ENPs和CuO BPs的半數(shù)抑制濃度分別為15和58 mg/L。因此，選用15mg/L的CuOENPs暴露在24 h進(jìn)行下一步研究毒性機(jī)制研究。
　　 通過TEM觀察到CuO ENPs可以通過細(xì)胞膜進(jìn)入到溶酶體、線粒體等細(xì)胞器和細(xì)胞核中。同時(shí)，TEM觀察到CuO ENPs存在于初級溶酶體中，間接表明CuO ENPs進(jìn)入細(xì)胞的方式可能是內(nèi)吞作用。通過比較有無添加內(nèi)吞抑制劑

4、對細(xì)胞攝取Cu含量的影響，證實(shí)內(nèi)吞作用是細(xì)胞攝取CuO ENPs的主要方式。CuOENPs進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部，勢必會對細(xì)胞的生理代謝產(chǎn)生影響。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)15mg/LCuO ENPs能夠誘導(dǎo)大量ROS的產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致線粒體膜去極化，造成線粒體功能紊亂。胞內(nèi)ROS可以誘導(dǎo)p38和p53基因的表達(dá)，引起細(xì)胞凋亡，最終導(dǎo)致DNA損傷。研究表明細(xì)胞能夠排泄出部分CuO ENPs，可能起到一定的解毒作用。此外，使用超濾離心管能夠成功的測定出CuO