諾氟沙星影響單壁碳納米管對人體肺細胞的毒性效應以及對其致毒機制的研究.pdf

1、由于獨一無二的一維中空納米結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的電學、力學和熱學等特性,碳納米管(Carbon nanotubes, CNTs)可以廣泛應用在復合材料、電學和納米醫(yī)學等領(lǐng)域。隨著碳納米管產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用的大幅度增長,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)境中的一些有機污染物形成復合污染,導致其健康可能會受到比碳納米管更大的威脅。肺部作為碳納米管進入人體后主要沉積器官之一,CNTs對其毒性效應及其響應機制是目前毒理研究

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

3、胞的毒性效應在24h時變化最明顯;暴露于SWCNT24h后,隨著濃度逐漸增加,A549細胞存活率逐漸降低,其半數(shù)抑制濃度(IC50)為65mg/L。因此,進一步的細胞毒性實驗選取SWCNT濃度為65mg/L。
　　(2)濃度在0-40mg/L范圍內(nèi)的NOR對A549細胞沒有毒性效應。65mg/L的SWCNT對40mg/L的NOR的吸附在24h時達到平衡。平衡后,NOR溶液中的SWCNT對A549細胞的毒性效應降低。
　　(3

4、)通過添加內(nèi)吞抑制劑,在激光共聚焦熒光顯微鏡(LCFM)下觀察到A549細胞對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。當其進入細胞后,利用透射電子顯微鏡(TEM)發(fā)現(xiàn) SWCNT單獨作用細胞時,其主要分布在溶酶體和細胞質(zhì)中;SWCNT和NOR共同作用細胞時,其主要分布在細胞質(zhì)中。
　　(4)SWCNT可以誘導A549細胞產(chǎn)生大量ROS,短時間內(nèi)使細胞內(nèi)H2O2、OH?的含量顯著增大,產(chǎn)生氧化脅迫,刺

5、激A549細胞產(chǎn)生反饋調(diào)節(jié),提高了CAT、SOD酶的活性,從而加強對過量自由基的清除能力,增強了細胞對外環(huán)境的防御能力。但是,隨著時間的增長, ROS會繼續(xù)積累,引起細胞脂質(zhì)過氧化,從而使細胞膜穩(wěn)定性降低,膜結(jié)構(gòu)受損,導致乳酸脫氫酶的釋放。
　　(5)當SWCNT與NOR共同作用細胞時,與SWCNT單獨作用相比,誘導A549細胞產(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,從而對細胞的整體毒性減弱,這可能是其毒