基于基因表達(dá)芯片技術(shù)的金屬離子細(xì)胞毒性機(jī)理研究.pdf

1、該論文的目的之一是在細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用基因表達(dá)芯片技術(shù)和生物信息學(xué)研究方法，從基因組水平上探索Ni2+離子對(duì)細(xì)胞的分子毒性機(jī)理。首先采用ISO推薦的四甲基偶氮唑鹽微量酶反應(yīng)比色法(MTT法)，研究了Ni-Ti合金以及Ti-6Al-4V合金在生理?xiàng)l件下可能析出的金屬離子(Ni2+、Al3+和Ti4+)對(duì)小鼠結(jié)締組織成纖維細(xì)胞L929細(xì)胞的細(xì)胞毒性。隨后，根據(jù)上述MTT實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，采用基因表達(dá)芯片技術(shù)，對(duì)濃度為200μmol/L的Ni

2、2+離子作用后的L929細(xì)胞提取其總RNA進(jìn)行基因表達(dá)芯片實(shí)驗(yàn)。并采用生物信息學(xué)方法，通過(guò)軟件工具GenMAPP對(duì)Ni2+離子與L929細(xì)胞作用后14107個(gè)基因的表達(dá)情況進(jìn)行了分析，篩選出了差異表達(dá)基因并分類(lèi)。然后查詢(xún)網(wǎng)絡(luò)分子生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)NCBI，利用查詢(xún)得到的信息和文獻(xiàn)，對(duì)Ni2+離子的毒性機(jī)理進(jìn)行了初步探索，初步評(píng)價(jià)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(jī)體相互作用的機(jī)理的新途徑，為建立在基因組水平上進(jìn)

3、行生物材料安全性評(píng)價(jià)的新方法打下基礎(chǔ)。 到目前為止，尚未見(jiàn)到利用基因表達(dá)芯片技術(shù)對(duì)Ni2+離子毒性機(jī)理進(jìn)行研究的相關(guān)報(bào)道。 論文的工作如下： 1.采用MTT法評(píng)價(jià)了不同濃度的金屬離子溶液(Ni2+和Al3+)以及Ti浸提液對(duì)L929細(xì)胞的細(xì)胞毒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ni2+離子在較低的濃度下(100μmol/L)即表現(xiàn)出一定的細(xì)胞毒性，而且毒性隨著溶液濃度的增加而增大，在最高實(shí)驗(yàn)濃度(500μmol/L)下，其細(xì)胞毒

4、性達(dá)到了3級(jí)；Al3+離子在實(shí)驗(yàn)濃度下(100～1000μmol/L)未表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性；Ti浸提液未表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性。 2.根據(jù)MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選用200μmol/L濃度的Ni2+離子溶液，分別處理L929細(xì)胞不同的時(shí)間(24h，48h和72h)后，提取其細(xì)胞總RNA，同時(shí)還提取了正常細(xì)胞總RNA，并經(jīng)質(zhì)檢合格，以用于基因表達(dá)芯片實(shí)驗(yàn)。 3.采用BioStarM-140s芯片(含14107個(gè)基因)，分別以200

5、μmol/LNi2+離子溶液處理24h、48h和72h后的細(xì)胞總RNA作為實(shí)驗(yàn)組，以正常細(xì)胞總RNA為對(duì)照組進(jìn)行了基因表達(dá)芯片實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組采用兩張同型號(hào)的芯片在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行重復(fù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在24h、48h和72h實(shí)驗(yàn)組中發(fā)生了差異表達(dá)的基因數(shù)分別為：636個(gè)、1316個(gè)和1096個(gè)。 4.采用GenMAPP(GeneMicroArrayPathwayProfiler)軟件對(duì)上述差異表達(dá)基因進(jìn)行了分析，按照其Gen