不同膠體微粒的細胞毒性評價和毒性抑制研究.pdf

1、近年來，隨著納米技術(shù)的發(fā)展及納米材料的廣泛應(yīng)用，涵蓋納米微粒在內(nèi)的膠體微粒受到人們的廣泛關(guān)注。膠體微粒應(yīng)用過程中，對人類和環(huán)境的不利影響也漸漸引起人們的重視。其中膠體微粒的毒性評價尤為重要，同時降低或消除膠體微粒的毒性成為了必要的研究方向之一。本文研究了可作為載體的智能型高分子，在響應(yīng)前后載體本身性質(zhì)變化對細胞活性的影響;以及幾種不同表面化學(xué)性質(zhì)CuO納米微粒的細胞毒性和基因毒性，及其對骨髓間充質(zhì)干細胞分化潛能的影響;并研究了具有抑制氧

2、化應(yīng)激作用的分子對CuO納米微粒和空氣污染物中PM2.5浸提液毒性的降低和減除作用。
　　智能響應(yīng)型載體在其應(yīng)用過程中，在響應(yīng)環(huán)境刺激過程中載體材料會產(chǎn)生某些物理化學(xué)性質(zhì)的變化。溫度響應(yīng)型PNIPAM在響應(yīng)過程中，本身會發(fā)生體積的膨脹收縮，因此響應(yīng)型載體材料本身的生物安全性需要關(guān)注。通過沉淀聚合法，將N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)與聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)及丙烯酸(AAc)共聚，制備了溫度響應(yīng)、體積可膨脹收縮的聚N-異丙

3、基丙烯酰胺PNIPAM水凝膠微粒，表面修飾細胞穿膜肽（TAT）。TAT多肽的修飾可以增強細胞胞吞量，但是對于微粒在細胞內(nèi)的分布沒有顯著影響。在A549細胞胞吞PNIPAM微粒后，37℃下細胞的活性并未受到顯著影響，25℃下培養(yǎng)4h后，細胞的活性會有一定程度的下降。裝載阿霉素(Dox)的PNIPAM微粒在25℃下培養(yǎng)4h顯現(xiàn)出最高的細胞毒性，表明了Dox釋放與微粒的胞內(nèi)膨脹效應(yīng)對細胞活性實現(xiàn)了協(xié)同抑制。
　　采用四種不同表面化學(xué)性質(zhì)

4、——未修飾的(CuO-core)、氨基聚合物修飾的(CuO-NH2)、羧基聚合物修飾的(CuO-COOH)和聚氧乙烯衍生物(PEG)修飾的(CuO-PEG) CuO納米顆粒，在細胞水平上研究了上述四種微粒的胞吞對大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞(MSC)的影響。在細胞培養(yǎng)環(huán)境中，四種CuO微粒具有相近的分散尺寸(～200 nm)和表面電位（大約-10 mV）。研究了不同劑量的CuO納米微粒在不同時間點對MSC的細胞毒性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MSC的細胞活性呈現(xiàn)

5、濃度和時間依賴的趨勢，且不同表面化學(xué)性質(zhì)的CuO微粒對MSC活性的影響有一定程度的差異。測試了細胞內(nèi)部的氧化應(yīng)激水平，并采用堿性彗星實驗測試了基因毒性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因毒性的結(jié)果主要依賴于投料濃度，而不同的表面化學(xué)性質(zhì)則影響不大。分別采用茜素紅S和油紅O染色鑒定了MSC在與CuO微粒共培養(yǎng)后的成骨和成脂肪分化的潛能，發(fā)現(xiàn)10μg/mL的CuO納米微粒對于MSC分化沒有顯著的影響。
　　基于毒性納米微粒致毒機理中通常有活性氧自由基(RO

6、S)生成，進而造成細胞氧化損傷、毒性、基因毒性的原理。以牛血清白蛋白(BSA)為原料，通過共沉淀的方法制備裝載抗氧化藥物姜黃素(CUR)的BSA微粒，研究其對CuO納米微粒毒性的抑制作用。裝載姜黃素的BSA(CUR/BSA)微粒和自由姜黃素相比在A549細胞和RAW264.7細胞內(nèi)有更高的富集。姜黃素濃度相同時，CUR/BSA微粒的毒性明顯低于自由姜黃素。CUR/BSA微粒與CuO納米微粒在與上述兩種細胞共培養(yǎng)6h的情況下，對CuO納米

7、微粒的毒性有明顯的抑制作用。通過細胞內(nèi)活性氧水平檢測發(fā)現(xiàn)CUR/BSA微粒能夠明顯降低細胞內(nèi)CuO納米微粒引起的ROS水平。通過離子檢測探針檢測細胞內(nèi)離子水平，發(fā)現(xiàn)CUR/BSA微粒能夠降低細胞內(nèi)銅離子水平。說明CUR/BSA微粒是通過降低ROS和細胞內(nèi)銅離子濃度從而減弱CuO納米微粒的毒性。
　　進一步采用溫度響應(yīng)型載體(PNIPAM)裝載抗氧化劑美拉酮寧(MLT)，研究了溫度響應(yīng)下MLT的釋放，及其對空氣污染物中PM2.5浸提