不同膠體微粒的細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)和毒性抑制研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著納米技術(shù)的發(fā)展及納米材料的廣泛應(yīng)用，涵蓋納米微粒在內(nèi)的膠體微粒受到人們的廣泛關(guān)注。膠體微粒應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)人類(lèi)和環(huán)境的不利影響也漸漸引起人們的重視。其中膠體微粒的毒性評(píng)價(jià)尤為重要，同時(shí)降低或消除膠體微粒的毒性成為了必要的研究方向之一。本文研究了可作為載體的智能型高分子，在響應(yīng)前后載體本身性質(zhì)變化對(duì)細(xì)胞活性的影響;以及幾種不同表面化學(xué)性質(zhì)CuO納米微粒的細(xì)胞毒性和基因毒性，及其對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化潛能的影響;并研究了具有抑制氧

2、化應(yīng)激作用的分子對(duì)CuO納米微粒和空氣污染物中PM2.5浸提液毒性的降低和減除作用。
　　智能響應(yīng)型載體在其應(yīng)用過(guò)程中，在響應(yīng)環(huán)境刺激過(guò)程中載體材料會(huì)產(chǎn)生某些物理化學(xué)性質(zhì)的變化。溫度響應(yīng)型PNIPAM在響應(yīng)過(guò)程中，本身會(huì)發(fā)生體積的膨脹收縮，因此響應(yīng)型載體材料本身的生物安全性需要關(guān)注。通過(guò)沉淀聚合法，將N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)與聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)及丙烯酸(AAc)共聚，制備了溫度響應(yīng)、體積可膨脹收縮的聚N-異丙

3、基丙烯酰胺PNIPAM水凝膠微粒，表面修飾細(xì)胞穿膜肽（TAT）。TAT多肽的修飾可以增強(qiáng)細(xì)胞胞吞量，但是對(duì)于微粒在細(xì)胞內(nèi)的分布沒(méi)有顯著影響。在A549細(xì)胞胞吞PNIPAM微粒后，37℃下細(xì)胞的活性并未受到顯著影響，25℃下培養(yǎng)4h后，細(xì)胞的活性會(huì)有一定程度的下降。裝載阿霉素(Dox)的PNIPAM微粒在25℃下培養(yǎng)4h顯現(xiàn)出最高的細(xì)胞毒性，表明了Dox釋放與微粒的胞內(nèi)膨脹效應(yīng)對(duì)細(xì)胞活性實(shí)現(xiàn)了協(xié)同抑制。
　　采用四種不同表面化學(xué)性質(zhì)

4、——未修飾的(CuO-core)、氨基聚合物修飾的(CuO-NH2)、羧基聚合物修飾的(CuO-COOH)和聚氧乙烯衍生物(PEG)修飾的(CuO-PEG) CuO納米顆粒，在細(xì)胞水平上研究了上述四種微粒的胞吞對(duì)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)的影響。在細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境中，四種CuO微粒具有相近的分散尺寸(～200 nm)和表面電位（大約-10 mV）。研究了不同劑量的CuO納米微粒在不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)MSC的細(xì)胞毒性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MSC的細(xì)胞活性呈現(xiàn)

5、濃度和時(shí)間依賴(lài)的趨勢(shì)，且不同表面化學(xué)性質(zhì)的CuO微粒對(duì)MSC活性的影響有一定程度的差異。測(cè)試了細(xì)胞內(nèi)部的氧化應(yīng)激水平，并采用堿性彗星實(shí)驗(yàn)測(cè)試了基因毒性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因毒性的結(jié)果主要依賴(lài)于投料濃度，而不同的表面化學(xué)性質(zhì)則影響不大。分別采用茜素紅S和油紅O染色鑒定了MSC在與CuO微粒共培養(yǎng)后的成骨和成脂肪分化的潛能，發(fā)現(xiàn)10μg/mL的CuO納米微粒對(duì)于MSC分化沒(méi)有顯著的影響。
　　基于毒性納米微粒致毒機(jī)理中通常有活性氧自由基(RO

6、S)生成，進(jìn)而造成細(xì)胞氧化損傷、毒性、基因毒性的原理。以牛血清白蛋白(BSA)為原料，通過(guò)共沉淀的方法制備裝載抗氧化藥物姜黃素(CUR)的BSA微粒，研究其對(duì)CuO納米微粒毒性的抑制作用。裝載姜黃素的BSA(CUR/BSA)微粒和自由姜黃素相比在A549細(xì)胞和RAW264.7細(xì)胞內(nèi)有更高的富集。姜黃素濃度相同時(shí)，CUR/BSA微粒的毒性明顯低于自由姜黃素。CUR/BSA微粒與CuO納米微粒在與上述兩種細(xì)胞共培養(yǎng)6h的情況下，對(duì)CuO納米

7、微粒的毒性有明顯的抑制作用。通過(guò)細(xì)胞內(nèi)活性氧水平檢測(cè)發(fā)現(xiàn)CUR/BSA微粒能夠明顯降低細(xì)胞內(nèi)CuO納米微粒引起的ROS水平。通過(guò)離子檢測(cè)探針檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)離子水平，發(fā)現(xiàn)CUR/BSA微粒能夠降低細(xì)胞內(nèi)銅離子水平。說(shuō)明CUR/BSA微粒是通過(guò)降低ROS和細(xì)胞內(nèi)銅離子濃度從而減弱CuO納米微粒的毒性。
　　進(jìn)一步采用溫度響應(yīng)型載體(PNIPAM)裝載抗氧化劑美拉酮寧(MLT)，研究了溫度響應(yīng)下MLT的釋放，及其對(duì)空氣污染物中PM2.5浸提