納米粒子跨細胞膜轉運方式及引起的生物學效應研究.pdf

1、背景和目的：
　　 隨著納米技術日新月異的進步，各種各樣的納米產品充斥著人們的生產生活。但對于納米粒子如何侵入機體細胞，如何移行分布，代謝排出，及其產生的生物醫(yī)學效應等問題仍存在爭議。本實驗采用目前研究較廣泛的(ACNP、SWCNT、QDs)納米粒子，體外研究其對HeLa細胞的影響，探討侵入細胞的方式及作用機制。體內研究其在小鼠體內的移行分布，組織損傷，探討體內的排泄方式，為進一步研究納米粒子的生物安全性及臨床前研究提供依據。<

2、br>　　 方法：
　　 MTT法、LDH法及AFM觀察評價ACNP、SWCNT、QDs對HeLa細胞的毒性；胞吞抑制劑和4℃下低溫孵育處理細胞后TEM觀察ACNP、SWCNT、QDs跨膜方式及對HeLa細胞超微結構的影響；FCM檢測細胞的凋亡；SCGE檢測三種納米粒子對HeLa細胞遺傳物質的損傷；通過尾部靜脈注射，組織切片研究納米粒子在小鼠體內的移形分布及對組織的損傷情況，TEM觀察其可能的排泄器官。
　　 結果：<

3、br>　　 ACNP、SWCNT、QDs有一定的細胞毒性并與時間和劑量成正相關。細胞形態(tài)觀察顯示，ACNP、SWCNT均能引起HeLa細胞體積縮小，細胞貼壁能力下降，游離細胞增多等現象。AFM結果顯示，ACNP吸附在細胞膜表面，看不清完整的細胞形態(tài)；SWCNT引起細胞皺縮、分泌的黏附物減少；QDs引起細胞高度變低，且細胞膜表面有很多不規(guī)則凹陷。ACNP、SWCNT、QDs均能誘導HeLa細胞凋亡及DNA損傷。不同方式處理細胞后TEM觀

4、察發(fā)現，ACNP能通過細胞膜進入細胞質進而進入細胞核，引起細胞表面微絨毛消失，線粒體腫脹，細胞核皺縮等現象；尺度較短的SWCNT進入細胞能引起細胞核固縮，空泡增多等現象，經不同方式處理細胞后未發(fā)現有SWCNT進入細胞內部；QDs結合在細胞膜上，不能進入細胞內部，但也能引起細胞線粒體腫脹，細胞質內的空泡增多等現象。體內試驗結果顯示，三種納米粒子在肝、脾、肺中分布較多并造成肝實質細胞變性，細胞間距變大；肺泡處細胞充血；而對心、脾、腦、空腸、

5、回腸、結腸等組織結構沒有產生明顯改變：組織TEM觀察發(fā)現ACNP可通腎小球濾過，在空腸、回腸、結腸杯狀細胞及絨毛結構中均發(fā)現較多的ACNP且對細胞結構沒有造成明顯影響；SWCNT能機械性的插入細胞內的細胞器引起細胞不同程度的損傷，除在結腸中發(fā)現少量的SWCNT外，其他器官未發(fā)現有明顯的SWCNT存在。QDs組中發(fā)現除對小鼠的肺造成出血性損傷外在腎臟中也有較多分布，但對腎臟沒有造成明顯的損傷。
　　 結論：
　　 ACNP

6、、SWCNT、QDs均可抑制HeLa細胞的增值、誘導細胞凋亡及產生DNA損傷。其機制可能為，損傷核DNA，破壞細胞膜使膜通透性改變進而造成細胞壞死。ACNP可通過胞吞機制之外的方式進入細胞質，進而進入細胞核；尺寸較小的SWCNT可通過能量依賴的胞吞作用進行跨膜轉運。QDs結合在細胞膜上不受胞吞抑制劑和低溫孵育的影響，也不能進入細胞內。三種納米粒子在KM小鼠體內代謝、分布不同，損傷程度也不一樣。ACNP主要通過腎臟排泄，也可通過空腸、回腸