納米氧化鋅對小鼠黑色素瘤細(xì)胞(B16)的毒性和代謝的研究.pdf

1、納米氧化鋅顆粒(Zinc Oxide nanoparticles,ZnO NPs),是近年來在生產(chǎn)工藝和檢測方法上最為成熟的納米材料之一,它的獨特的顏色效應(yīng)、光催化作用及散射和吸收紫外線的能力,使其成為一種倍受人類青睞的納米材料,越來越廣泛的應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活當(dāng)中,因此對于其生物安全性的研究勢在必行。然而總結(jié)近年來對于納米材料的安全性評價工作的進展發(fā)現(xiàn),對于人們現(xiàn)今應(yīng)用較廣的ZnO納米材料的生物安全性研究較少。另一方面,有研究表明Zn

2、O NPs可能進入皮膚,有幫助治療皮膚疾病,所以我們的研究重點是ZnO NPs對皮膚中的黑素瘤細(xì)胞所產(chǎn)生的細(xì)胞生物效應(yīng),看其是否會對黑素瘤細(xì)胞產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損傷,并從細(xì)胞凋亡的機理上分析ZnO NPs損傷細(xì)胞的機制以及是否對黑素瘤細(xì)胞分化產(chǎn)生影響,并從基因水平上分析ZnO NPs影響細(xì)胞分化的機制,為評價ZnO NPs在皮膚疾病治療和化妝品方面的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)。
　　本研究使用X射線衍射(X-ray diffraction,XRD)

3、、透射電子顯微鏡(Transmission electron microscope,TEM)、電動電位(Zeta potential)對實驗中所使用的不同粒徑ZnO NPs進行詳盡表征,為類似的研究工作提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的材料表征方法。以小鼠黑素瘤細(xì)胞(B16)為細(xì)胞模型,研究了15 nm、30 nm、90 nm ZnO對B16細(xì)胞的體外細(xì)胞生長和代謝的影響作用及其作用機制。以不加納米氧化鋅和加體相氧化鋅的處理結(jié)果分別作陰性和陽性對照。結(jié)果

4、發(fā)現(xiàn),15 nm、30 nm、90 nm ZnO在2~16μg/ml濃度下與B16細(xì)胞共培養(yǎng)作用72 h后,在4μg/ml以下,ZnO NPs并未明顯抑制細(xì)胞生長,引起細(xì)胞死亡。當(dāng)作用濃度大于8μg/ml時,明顯抑制細(xì)胞生長。隨ZnO NPs濃度的增加,細(xì)胞體積變小,細(xì)胞間隙變大,粘附性降低,細(xì)胞變圓,從培養(yǎng)瓶底脫落死亡。倒置顯微鏡、電鏡切片實驗觀察以及流式細(xì)胞儀檢測等實驗手段定性和定量研究了ZnO NPs對小鼠黑色素瘤細(xì)胞凋亡影響。實

5、驗中使用碘化丙啶(propidium iodide,PI)對細(xì)胞單一染色,并用流式細(xì)胞儀檢測發(fā)現(xiàn)15 nm ZnO作用細(xì)胞24 h后,凋亡細(xì)胞的數(shù)量為11.79％,明顯高于正常對照組0.57％。DNA瓊脂糖凝膠電泳和彗星實驗得到了類似的結(jié)果,DNA受損。另外丙二醛(malondi-aldehyde,MDA)含量和活性氧水平檢測實驗中發(fā)現(xiàn)ZnO-NPs的刺激可以使細(xì)胞產(chǎn)生大量脂質(zhì)過氧化物和活性氧,致使細(xì)胞產(chǎn)生氧化損傷,導(dǎo)致細(xì)胞經(jīng)歷線粒體介

6、導(dǎo)的內(nèi)源途徑凋亡死亡。另一方面,由胞外實驗得出結(jié)果,ZnO NPs和體相ZnO在細(xì)胞外對蘑菇酪氨酸酶的活性和多巴的氧化都沒有顯著性影響。而ZnO NPs誘導(dǎo)細(xì)胞中酪氨酸酶(Tyrosinase,TYR)、酪氨酸相關(guān)蛋白1(Tyrosinase-related protein1,TYRP-1)、酪氨酸相關(guān)蛋白2(Tyrosinase-related protein2,TYRP-2)的mRNA的表達量升高,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)酪氨酸酶活性水平增高,最