人工合成硫化鎘量子點(diǎn)對大鼠腎小管上皮細(xì)胞的毒性研究.pdf

1、量子點(diǎn)是指三維尺度均處在納米量級(1～100nm)的材料。量子點(diǎn)由于其獨(dú)特的光化學(xué)特性，已被廣泛應(yīng)用于光電領(lǐng)域和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。隨著量子點(diǎn)應(yīng)用的增加，生物體接觸到量子點(diǎn)的機(jī)會(huì)也越來越多。已有研究表明，多種量子點(diǎn)都具有體內(nèi)和體外毒性作用，但是量子點(diǎn)的毒性受多種因素的影響，對于具體量子點(diǎn)的毒性需要進(jìn)行個(gè)性化的評價(jià)。另外，量子點(diǎn)毒性作用的機(jī)制也尚無定論。腎臟作為量子點(diǎn)重要的排泄器官，腎小管上皮細(xì)胞可能受到量子點(diǎn)的損傷。因此，本研究選用研究尚不充

2、分的硫化鎘量子點(diǎn)，研究其對大鼠腎小管上皮細(xì)胞的毒性作用，并探討其毒性作用的機(jī)制。
　　目的:
　　本研究旨在采用分子生物學(xué)技術(shù)，研究硫化鎘量子點(diǎn)(cadmiumsulphidequantumdot，CdSQDs)對體外原代培養(yǎng)的大鼠腎小管上皮細(xì)胞(renaltubularepithelialcells，TECs)的毒性作用，并探討其毒性作用的機(jī)制，為CdSQDs的安全應(yīng)用提供依據(jù)。
　　方法:
　　1.大鼠腎小管

3、上皮細(xì)胞的原代培養(yǎng)
　　采用機(jī)械分離結(jié)合酶消化法獲取腎小管，原代及傳代培養(yǎng)大鼠腎小管上皮細(xì)胞。
　　2.硫化鎘量子點(diǎn)對大鼠腎小管上皮細(xì)胞的毒性作用研究
　　將處于對數(shù)生長期的細(xì)胞分別暴露于對照組(0.00)、2.50、10.00、20.00和40.00μg/mL的CdSQDs劑量組24h，觀察不同劑量CdSQDs對TECs的形態(tài)學(xué)影響，并采用MTT實(shí)驗(yàn)檢測CdSQDs對細(xì)胞存活率的影響。
　　3.硫化鎘量子點(diǎn)對大

4、鼠腎小管上皮細(xì)胞的毒性機(jī)制的研究
　　將處于對數(shù)生長期的細(xì)胞分別暴露于對照組(0.00)、2.50、10.00、20.00和40.00μg/mL的CdSQDs劑量組24h，采用生物化學(xué)法檢測細(xì)胞內(nèi)的活性氧(Reactiveoxygenspecies，ROS)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)、谷胱甘肽(glutathione，GSH)和乳酸脫氫酶(lactatedehydrogenase，LDH)含量。采用west

5、ernblotting法檢測CdSQDs對細(xì)胞的過氧化氫酶(catalase，CAT)、谷胱甘肽過氧化物還原酶(glutathioneperoxidase，GSH-Px)和超氧化物歧化酶(superoxidedismutase，SOD)的蛋白表達(dá)的影響，實(shí)時(shí)定量PCR法檢測細(xì)胞內(nèi)CAT、GSH-Px和SODmRNA的相對表達(dá)量，采用原子吸收光譜法(atomicabsorptionspectrometry，AAS)測定細(xì)胞內(nèi)外的Cd2+濃

6、度。
　　結(jié)果:
　　1.大鼠腎小管上皮細(xì)胞的原代培養(yǎng)
　　培養(yǎng)的細(xì)胞形態(tài)為多邊鵝卵石樣，體積較大，鏡下透明度高，各細(xì)胞緊密相靠，互相銜接，融合成片，呈蜂窩狀，符合大鼠腎小管上皮細(xì)胞的形態(tài)學(xué)特點(diǎn)。細(xì)胞免疫化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)的細(xì)胞特異性表達(dá)的角蛋白-18，而不表達(dá)Ⅷ因子和結(jié)蛋白。綜合形態(tài)學(xué)和細(xì)胞免疫化學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可以判斷培養(yǎng)的細(xì)胞是大鼠腎小管上皮細(xì)胞。
　　2.硫化鎘量子點(diǎn)對大鼠腎小管上皮細(xì)胞的毒性作用研究

7、　　倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)發(fā)現(xiàn)，CdSQDs作用后的細(xì)胞附壁疏松、變圓、細(xì)胞體積減小。從10μg/mL組開始，細(xì)胞脫落增加，漂浮在培養(yǎng)液中，細(xì)胞死亡增加。在各劑量組加入抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸NAC(N-alreadyusionsaminoacidinhalf)，可增加細(xì)胞存活率。在10.00、20.00和40.00μg/mL劑量組，CdS單獨(dú)作用和CdS+NAC聯(lián)合作用24h后細(xì)胞存活率的差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果

8、顯示，隨著CdSQDs染毒劑量的增加，細(xì)胞存活率逐漸降低。2.50、10.00、20.00和40.00μg/mL劑量組的細(xì)胞存活率與對照組相比，差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。
　　3.硫化鎘量子點(diǎn)對大鼠腎小管上皮細(xì)胞的毒性機(jī)制研究
　　隨著CdSODs染毒劑量的增加，ROS、MDA和LDH含量升高，GSH含量下降，SOD、CAT和GSH-Px的蛋白和mRNA的表達(dá)量逐漸降低。與對照組相比，20.00μg/m

9、L劑量組的SOD和CAT，以及40μg/mL劑量組的SOD、CAT和GSH-Px的蛋白和mRNA表達(dá)量降低，且差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。
　　隨著CdSQDs染毒劑量的增加，細(xì)胞內(nèi)外Cd2+濃度均升高，到40.00μg/mL劑量組時(shí)，細(xì)胞內(nèi)外Cd2+濃度均出現(xiàn)急劇上升。
　　結(jié)論:
　　CdSQDs可以降低大鼠腎小管上皮細(xì)胞的存活率，抗氧化劑NAC對CdSQDs引起的腎小管上皮細(xì)胞損傷有部分保護(hù)作