基于基因表達芯片技術的金屬離子細胞毒性機理研究.pdf

1、該論文的目的之一是在細胞毒性實驗基礎上，采用基因表達芯片技術和生物信息學研究方法，從基因組水平上探索Ni2+離子對細胞的分子毒性機理。首先采用ISO推薦的四甲基偶氮唑鹽微量酶反應比色法(MTT法)，研究了Ni-Ti合金以及Ti-6Al-4V合金在生理條件下可能析出的金屬離子(Ni2+、Al3+和Ti4+)對小鼠結締組織成纖維細胞L929細胞的細胞毒性。隨后，根據上述MTT實驗的結果，采用基因表達芯片技術，對濃度為200μmol/L的Ni

2、2+離子作用后的L929細胞提取其總RNA進行基因表達芯片實驗。并采用生物信息學方法，通過軟件工具GenMAPP對Ni2+離子與L929細胞作用后14107個基因的表達情況進行了分析，篩選出了差異表達基因并分類。然后查詢網絡分子生物學數據庫NCBI，利用查詢得到的信息和文獻，對Ni2+離子的毒性機理進行了初步探索，初步評價了其分子生物相容性。 該論文的目的之二是探索研究生物材料與機體相互作用的機理的新途徑，為建立在基因組水平上進

3、行生物材料安全性評價的新方法打下基礎。 到目前為止，尚未見到利用基因表達芯片技術對Ni2+離子毒性機理進行研究的相關報道。 論文的工作如下： 1.采用MTT法評價了不同濃度的金屬離子溶液(Ni2+和Al3+)以及Ti浸提液對L929細胞的細胞毒性。實驗結果表明，Ni2+離子在較低的濃度下(100μmol/L)即表現出一定的細胞毒性，而且毒性隨著溶液濃度的增加而增大，在最高實驗濃度(500μmol/L)下，其細胞毒

4、性達到了3級；Al3+離子在實驗濃度下(100～1000μmol/L)未表現出明顯的細胞毒性；Ti浸提液未表現出明顯的細胞毒性。 2.根據MTT實驗結果，選用200μmol/L濃度的Ni2+離子溶液，分別處理L929細胞不同的時間(24h，48h和72h)后，提取其細胞總RNA，同時還提取了正常細胞總RNA，并經質檢合格，以用于基因表達芯片實驗。 3.采用BioStarM-140s芯片(含14107個基因)，分別以200

5、μmol/LNi2+離子溶液處理24h、48h和72h后的細胞總RNA作為實驗組，以正常細胞總RNA為對照組進行了基因表達芯片實驗。每個實驗組采用兩張同型號的芯片在同樣的實驗條件下進行重復。實驗結果表明，在24h、48h和72h實驗組中發(fā)生了差異表達的基因數分別為：636個、1316個和1096個。 4.采用GenMAPP(GeneMicroArrayPathwayProfiler)軟件對上述差異表達基因進行了分析，按照其Gen