纳米二氧化硅颗粒对血管内皮细胞的毒性及其氧化损伤作用
李艳博1,2，周维1,2，于永波1,2，段军超1,2，郭彩霞2,3，孙志伟1,2
- （1.首都医科大学公共卫生学院卫生毒理与卫生化学学系，北京 100069；2.首都医科大学 环境毒理学北京市重点实验室，北京 100069；3.首都医科大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系，北京 100069）
Cytotoxicity and oxidative damage effect of silica nanoparticles on vascular endothelial cells
LI Yan-bo1,2,ZHOU Wei1,2,YU Yong-bo1,2,DUAN Jun-chao1,2,GUO Cai-xia2,3,SUN Zhi-wei1,2
（1. Department of Toxicology and Sanitary Chemistry,School of Public Health,Capital Medical University,Beijing 100069,China;2. Beijing Key Laboratory of Environmental Toxicology,Capital Medical University,Beijing 100069,China;3. Department of Occupational and Environmental Health, School of Public Health,Capital Medical University,Beijing 100069,China）
摘要：
目的：探讨纳米二氧化硅（SiO2）颗粒的血管内皮细胞毒性，阐明其作用机制。方法：选用粒径约60 nm的纳米SiO2颗粒，以体外培养的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）为模型，分为对照组和纳米SiO2颗粒暴露组（浓度分别为12.5、25.0、50.0和100.0 mg•L-1），采用MTT法测定细胞活力；乳酸脱氢酶（LDH）释放法检测细胞膜的完整性；流式细胞术（FCM）检测细胞内活性氧（ROS）水平；实时荧光定量PCR法检测细胞内核因子E2相关因子2（Nrf2）、血红素加氧酶1（HO-1）、超氧化物歧化酶2（SOD2）和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亚单位（GCLC） mRNA表达水平。结果：MTT检测，与对照组比较，纳米SiO2颗粒暴露组细胞活力降低，呈现明显的剂量依赖效应；当作用时间为12 h时，仅100.0 mg•L-1纳米SiO2颗粒暴露组细胞活力显著降低（P<0.05）；当作用时间延长至24 h，25.0～100.0 mg•L-1纳米SiO2颗粒暴露组细胞活力明显降低（P<0.05）；同一浓度作用下，随着作用时间的延长，细胞活力也呈现下降趋势，呈时间效应关系。LDH和FCM检测，与对照组比较，除12.5 mg•L-1组外，其余纳米SiO2颗粒暴露组细胞培养液中LDH活力和细胞内ROS水平均明显升高（P<0.05），且随着暴露剂量的增加而逐渐升高。实时荧光定量PCR法检测，与对照组比较，100.0 mg•L-1纳米SiO2颗粒暴露组，细胞内Nrf2、HO-1、SOD2和GCLC mRNA表达水平均显著升高（P<0.05）。结论：纳米SiO2颗粒具有降低细胞活力、破坏细胞膜完整性、诱导ROS生成和转录调控氧化还原因子等血管内皮细胞毒性，氧化损伤是纳米SiO2颗粒发挥血管内皮细胞毒性的作用机制之一。
中图分类号:
- R994