納米粒子跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式及引起的生物學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、背景和目的：
　　 隨著納米技術(shù)日新月異的進(jìn)步，各種各樣的納米產(chǎn)品充斥著人們的生產(chǎn)生活。但對于納米粒子如何侵入機(jī)體細(xì)胞，如何移行分布，代謝排出，及其產(chǎn)生的生物醫(yī)學(xué)效應(yīng)等問題仍存在爭議。本實(shí)驗(yàn)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(xì)胞的影響，探討侵入細(xì)胞的方式及作用機(jī)制。體內(nèi)研究其在小鼠體內(nèi)的移行分布，組織損傷，探討體內(nèi)的排泄方式，為進(jìn)一步研究納米粒子的生物安全性及臨床前研究提供依據(jù)。<

2、br>　　 方法：
　　 MTT法、LDH法及AFM觀察評價ACNP、SWCNT、QDs對HeLa細(xì)胞的毒性；胞吞抑制劑和4℃下低溫孵育處理細(xì)胞后TEM觀察ACNP、SWCNT、QDs跨膜方式及對HeLa細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響；FCM檢測細(xì)胞的凋亡；SCGE檢測三種納米粒子對HeLa細(xì)胞遺傳物質(zhì)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(nèi)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(jié)果：<

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

4、察發(fā)現(xiàn)，ACNP能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)進(jìn)而進(jìn)入細(xì)胞核，引起細(xì)胞表面微絨毛消失，線粒體腫脹，細(xì)胞核皺縮等現(xiàn)象；尺度較短的SWCNT進(jìn)入細(xì)胞能引起細(xì)胞核固縮，空泡增多等現(xiàn)象，經(jīng)不同方式處理細(xì)胞后未發(fā)現(xiàn)有SWCNT進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部；QDs結(jié)合在細(xì)胞膜上，不能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，但也能引起細(xì)胞線粒體腫脹，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的空泡增多等現(xiàn)象。體內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果顯示，三種納米粒子在肝、脾、肺中分布較多并造成肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞變性，細(xì)胞間距變大；肺泡處細(xì)胞充血；而對心、脾、腦、空腸、

5、回腸、結(jié)腸等組織結(jié)構(gòu)沒有產(chǎn)生明顯改變：組織TEM觀察發(fā)現(xiàn)ACNP可通腎小球?yàn)V過，在空腸、回腸、結(jié)腸杯狀細(xì)胞及絨毛結(jié)構(gòu)中均發(fā)現(xiàn)較多的ACNP且對細(xì)胞結(jié)構(gòu)沒有造成明顯影響；SWCNT能機(jī)械性的插入細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞器引起細(xì)胞不同程度的損傷，除在結(jié)腸中發(fā)現(xiàn)少量的SWCNT外，其他器官未發(fā)現(xiàn)有明顯的SWCNT存在。QDs組中發(fā)現(xiàn)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(jié)論：
　　 ACNP

6、、SWCNT、QDs均可抑制HeLa細(xì)胞的增值、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡及產(chǎn)生DNA損傷。其機(jī)制可能為，損傷核DNA，破壞細(xì)胞膜使膜通透性改變進(jìn)而造成細(xì)胞壞死。ACNP可通過胞吞機(jī)制之外的方式進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，進(jìn)而進(jìn)入細(xì)胞核；尺寸較小的SWCNT可通過能量依賴的胞吞作用進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。QDs結(jié)合在細(xì)胞膜上不受胞吞抑制劑和低溫孵育的影響，也不能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。三種納米粒子在KM小鼠體內(nèi)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