諾氟沙星影響單壁碳納米管對(duì)人體肺細(xì)胞的毒性效應(yīng)以及對(duì)其致毒機(jī)制的研究.pdf

1、由于獨(dú)一無(wú)二的一維中空納米結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)等特性,碳納米管(Carbon nanotubes, CNTs)可以廣泛應(yīng)用在復(fù)合材料、電學(xué)和納米醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。隨著碳納米管產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用的大幅度增長(zhǎng),專業(yè)人員和公眾接觸碳納米管的幾率明顯增大,其中,CNTs還可能與環(huán)境中的一些有機(jī)污染物形成復(fù)合污染,導(dǎo)致其健康可能會(huì)受到比碳納米管更大的威脅。肺部作為碳納米管進(jìn)入人體后主要沉積器官之一,CNTs對(duì)其毒性效應(yīng)及其響應(yīng)機(jī)制是目前毒理研究

2、的熱點(diǎn)。細(xì)胞是生物體的基本的結(jié)構(gòu)和功能單位,離體培養(yǎng)時(shí)具有試驗(yàn)周期短、靈敏性高、培養(yǎng)條件易于掌控等特點(diǎn),并且利于從分子角度闡釋致毒機(jī)制。因此,本研究選取人體肺細(xì)胞(A549)作為受試細(xì)胞,探究在諾氟沙星(Norfloxacin, NOR)的影響下,單壁碳納米管(single-walled carbon nanotube,SWCNT)對(duì)其毒性效應(yīng)以及其響應(yīng)機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)隨著暴露時(shí)間的增長(zhǎng),SWCNT對(duì)A549細(xì)

3、胞的毒性效應(yīng)在24h時(shí)變化最明顯;暴露于SWCNT24h后,隨著濃度逐漸增加,A549細(xì)胞存活率逐漸降低,其半數(shù)抑制濃度(IC50)為65mg/L。因此,進(jìn)一步的細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)選取SWCNT濃度為65mg/L。
　　(2)濃度在0-40mg/L范圍內(nèi)的NOR對(duì)A549細(xì)胞沒有毒性效應(yīng)。65mg/L的SWCNT對(duì)40mg/L的NOR的吸附在24h時(shí)達(dá)到平衡。平衡后,NOR溶液中的SWCNT對(duì)A549細(xì)胞的毒性效應(yīng)降低。
　　(3

4、)通過(guò)添加內(nèi)吞抑制劑,在激光共聚焦熒光顯微鏡(LCFM)下觀察到A549細(xì)胞對(duì)SWCNT的攝取量明顯降低,表明內(nèi)吞作用可能是SWCNT的跨膜方式之一。當(dāng)其進(jìn)入細(xì)胞后,利用透射電子顯微鏡(TEM)發(fā)現(xiàn) SWCNT單獨(dú)作用細(xì)胞時(shí),其主要分布在溶酶體和細(xì)胞質(zhì)中;SWCNT和NOR共同作用細(xì)胞時(shí),其主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。
　　(4)SWCNT可以誘導(dǎo)A549細(xì)胞產(chǎn)生大量ROS,短時(shí)間內(nèi)使細(xì)胞內(nèi)H2O2、OH?的含量顯著增大,產(chǎn)生氧化脅迫,刺

5、激A549細(xì)胞產(chǎn)生反饋調(diào)節(jié),提高了CAT、SOD酶的活性,從而加強(qiáng)對(duì)過(guò)量自由基的清除能力,增強(qiáng)了細(xì)胞對(duì)外環(huán)境的防御能力。但是,隨著時(shí)間的增長(zhǎng), ROS會(huì)繼續(xù)積累,引起細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化,從而使細(xì)胞膜穩(wěn)定性降低,膜結(jié)構(gòu)受損,導(dǎo)致乳酸脫氫酶的釋放。
　　(5)當(dāng)SWCNT與NOR共同作用細(xì)胞時(shí),與SWCNT單獨(dú)作用相比,誘導(dǎo)A549細(xì)胞產(chǎn)生的ROS的量減少, MDA的含量降低,乳酸脫氫酶的釋放量下降,從而對(duì)細(xì)胞的整體毒性減弱,這可能是其毒