吉林大学学报(医学版) 2014, 40(03) 476-481 DOI: 10.13481/j.1671-587x.20140303    ISSN: 1671-587X CN: 22-1342/R

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基础研究
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)
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。

关键词: 纳米二氧化硅 细胞毒性 氧化损伤 活性氧 血管内皮细胞
收稿日期  2013-10-12   修回日期    网络版发布日期  2014-05-28  
DOI: 10.13481/j.1671-587x.20140303
基金项目:

国家自然科学基金资助课题(81102095,81202242,81172704); 北京高等学校青年英才计划项目资助课题(YETP1670);临床流行病学北京市重点实验室开放项目资助课(2013LCLB04)

通讯作者: 郭彩霞
作者简介: 李艳博(1981-),男,黑龙江省肇东市人,讲师,医学博士,主要从事肿瘤治疗和毒理学安全性评价方面的研究。

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