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

编号：YYHY00232

篇名：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

作者：李艳博； 周维； 于永波； 段军超； 郭彩霞； 孙志伟；

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；

机构： 首都医科大学公共卫生学院卫生毒理与卫生化学学系； 首都医科大学环境毒理学北京市重点实验室； 首都医科大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系；

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60nm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100.0mg·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12h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24h,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12.5mg·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,100.0mg·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。