药用纳米SiO2 对人正常肺细胞的氧化损伤

中国临床药理学与治疗学 ›› 2009, Vol. 14 ›› Issue (10): 1115-1120.

药用纳米SiO₂ 对人正常肺细胞的氧化损伤

李艾斯¹, 黄永平¹, 刘建文¹, 蓝闽波², 高峰³, 徐皓亮¹, 陈明苍¹, 徐春¹

¹华东理工大学药学院药理实验室, ²分析测试中心, ³药学院药剂实验室, 上海 200237

收稿日期:2009-03-30 修回日期:2009-10-14 发布日期:2020-10-29
作者简介:李艾斯,女,硕士研究生,研究方向:分子药理学与毒理学。Tel:13585757048 E-mail:laisy77 @126.com
基金资助:
上海市科学技术委员会纳米科学专项研究(0752nm025)

Oxidative lesions induced by medical SiO₂ nanoparticles on normal human lung cells

LI Ai-si¹, HUANG Yong-ping¹, LIU Jian-wen¹, LAN Min-bo², GAO Feng³, XU Hao-liang¹, CHEN Ming-cang¹, XU Yi-chun¹

¹Laboratory of Pharmacology, 2Centre of Analysis and Test, 3Laboratory of Pharmaceutics, School of Pharmacy, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

Received:2009-03-30 Revised:2009-10-14 Published:2020-10-29

摘要/Abstract

摘要： 目的探讨药用纳米SiO₂ 对人正常肺细胞MRC-5 的生长抑制与氧化损伤作用。方法纳米SiO₂ 暴露于MRC-5 细胞48 h 后, 以MTT 法测定其对细胞增殖的影响, HE 染色观察细胞的形态学变化, 并检测暴露后细胞内活性氧(ROS) 和还原型谷胱甘肽(GSH) 含量以及超氧化物歧化酶(SOD) 活性的改变, 分析纳米材料对MRC-5 细胞的氧化损伤作用。结果两种尺度(粒径21.6 、48.6 nm) 纳米SiO₂ 暴露浓度分别达到0.4 mg/mL与1.0 mg/mL 以上时, 细胞存活率随暴露剂量的增加而降低, IC50 分别为0.8 mg/mL 和1.9 mg/mL。细胞形态皱缩, 核质凝聚。细胞内活性氧明显升高(P <0.01), GSH 含量和SOD 活性显著降低(P <0.05), 且呈现明显的剂量效应关系。结论较高浓度纳米SiO₂ 直接暴露可抑制人正常肺细胞MRC-5 的增殖, 其机理与细胞的氧化损伤有关。

关键词: 药用纳米材料SiO₂, 细胞毒性, 氧化损伤

Abstract: AIM: To investigate the medical SiO₂ nanoparticles induced cytotoxicity and its mechanism on normal human lung cells (MRC-5 cells) in vitro. METHODS: The MRC-5 cells were exposed with different concentrations of SiO₂ nanoparticles for 48 h. The cell survival rate was tested by MTT assay and the cell morphological changes were observed with HE staining.The activities of reactive oxygen species (ROS), glutathione (GSH) and superoxide dismutase (SOD) were determined to evaluate the oxidative damage after SiO₂ exposure. RESULTS: Exposure with high concentrations above 0.4 mg/mL and 1.0 mg/mL of 21.6 nm and 48.6 nm SiO₂ nanoparticles decreased the cell survival rate in a dose-dependent manner.The median inhibitory concentrations (IC50) were 0.8 mg/mL and 1.9 mg/mL respectively.Morphological observation revealed cell shrinkage and nuclear condensation after exposure.The reduced GSH content as well as SOD activity were decreased in SiO₂ nanoparticles exposed cells than that of control. CONCLUSION: Medical SiO₂ nanoparticles exposure resultes in a dosedependent cytotoxicity in cultured MRC-5 cells that was associated with increased oxidative stress.

Key words: medical SiO₂ nanoparticles, cytotoxicity, oxidative stress

中图分类号:

R965.2

李艾斯, 黄永平, 刘建文, 蓝闽波, 高峰, 徐皓亮, 陈明苍, 徐春. 药用纳米SiO₂ 对人正常肺细胞的氧化损伤[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2009, 14(10): 1115-1120.

LI Ai-si, HUANG Yong-ping, LIU Jian-wen, LAN Min-bo, GAO Feng, XU Hao-liang, CHEN Ming-cang, XU Yi-chun. Oxidative lesions induced by medical SiO₂ nanoparticles on normal human lung cells[J]. Chinese Journal of Clinical Pharmacology and Therapeutics, 2009, 14(10): 1115-1120.

参考文献

[1] Joad JP.Smoking and pediatric respiratory health [J]. Clin Chest Med, 2002, 2(1):37-40.
[2] Lockman PR, Koziara JM, Mumper RJ, et al.Nanoparticle surface charges alter blood-brain barrier integrity and permeability[J].J Drug Target, 2004, 12(9 10):635-641.
[3] Renwick LC, Brown D, Clouter A, et a1.Increased inflammation and altered macrophage chemotactic responses caused by two ultrafine particle types[J].Occup Environ Med, 2004, 61(3):442-447.
[4] Bmmfiel G.A little knowledge[J].Nature, 2003, 424(17):246-252.
[[5] Zhang WX.Environmental technologies at the nanoscale] Kelly KL.Nanotechnology grows up[J].Science, 2004, 304(11):1732-l734.
[7] Nel A, Xia T, Madler L, et al.Toxic potential of materials at the nanolevel[J].Science, 2006, 311(18):622-627.
[8] 李岩, 彭光银, 何胡军, 等.碳纳米管导致小鼠肺部急性氧化损伤作用的研究[J].生态毒理学报,2006, 1(4):357-361.
[8] 肖琳, 付聪, 梁思斯, 等.纳米SiO₂ 与常规SiO₂ 颗粒对Hela 细胞的细胞毒性作用[J].生态毒理学报,2007, 2(4):435-439.
[9] Brown DM, Donaldson K, Borm PJ, et al.Calcimm and ROS-mediated activation of transcription factors and TNFalpha cytokine gene expression in macrophages exposed to ultrafine particles[J].Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2004, 286(7):344-353.
[10] Service RF.Nanomaterials show signs of toxicity [J].Science, 2003, 300(23):243-252.
[11] 应杏秋.超微颗粒毒性研究进展[J].国外医学卫生学分册, 2005, 32(1):6-9.
[12] Warheit DB, Webb TR, Sayes CM, et al.Pulmonary instillation studies with nanoscale TiO2 rods and dots in rats: toxicity is not dependent upon particle size and surface area[J].Toxicol Sci, 2006, 91(1):227-236.
[13] Veranth JM, Kaser EG, Veranth MM, et al.Cytokine responses of human lung cells (BEAS-2B) treated with micron- sized and nanoparticles of metal oxides compared to soil dusts[J].Particle Fibre Toxicological, 2007, 4(2): 2-20.
[14] 支敏, 李长福, 韦界飞, 等.纳米SiO₂ 在PMMA 口腔义齿修复材料中的应用基础研究[J].天津医科大学学报, 2007, 13(4):493-496.
[15] 杨艳, 颜世峰, 李孝秀, 等.聚L-乳酸二氧化硅纳米复合材料及其表面诱导生成类骨磷灰石的制备[J].高等学校化学学报, 2008, 4(11):2294-2298.

[1]	张才超, 袁带秀, 李玲, 李悦 , 秦璐, 程力, 胡倩. 杜仲总黄酮对H₂O₂诱导的IEC-6细胞氧化损伤的保护作用[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2015, 20(10): 1106-1109.
[2]	唐余燕, 陈小华, 余永胜. 分子伴侣Tapasin在介导特异性细胞毒性T淋巴细胞反应中的作用[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2013, 18(2): 212-216.
[3]	余永胜, 吴昊, 汤正好, 臧国庆. CTLA-4 siRNA对慢性乙型肝炎患者外周血Th1/Th2细胞因子的影响[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2011, 16(5): 553-557.
[4]	黄秀榕, 祁明信, 严京, 吴正正, 胡艳红. 车前子对晶状体上皮细胞氧化损伤防护作用的信号转导机制[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2008, 13(7): 768-771.
[5]	周莉, 吴纯启, 杨保华, 荆淑芳, 廖明阳. 羟基脲对大鼠Sertoli-germ 细胞共培养的影响[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2008, 13(5): 512-516.
[6]	刘密凤, 彭双清, 盛治国, 解跃华, 董延生, 阳海鹰, 韩刚, 闫长会. 7种化合物细胞毒性与小鼠急性毒性的相关性研究[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2008, 13(1): 42-45.
[7]	黄维佳, 巫冠中. 降糖复方含药血清对氧化损伤内皮细胞的保护作用[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2007, 12(5): 562-565.
[8]	王以美, 彭双清, 仲伯华, 刘克良. 新型抗胆碱能药物盐酸戊乙奎酶及其光学异构体的细胞毒性评价[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2007, 12(12): 1389-1389.
[9]	严京, 祁明信, 黄秀榕, 吴正正, 胡艳红. 阿魏酸钠防护晶状体上皮细胞氧化损伤的信号转导机制[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2005, 10(4): 413-416.
[10]	王志鹏, 张蓉, 刘莉, 梅其炳. Mn²⁺对庆大霉素导致的人肾小管上皮细胞系损伤的保护作用[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2005, 10(12): 1364-1367.
[11]	詹晓云, 任宇红, 张强, 卢艳花, 魏东芝, 刘建文. 一种针对mdr1 基因的寡核苷酸-阿霉素偶联物:对KB-A-1 细胞的毒性及其抑制P-gp 蛋白表达的效果[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2004, 9(4): 403-410.
[12]	黄秀榕, 祁明信, 汪朝阳, 王勇. 四种归肝经明目中药防护晶状体氧化损伤和上皮细胞凋亡的研究[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2004, 9(4): 441-446.
[13]	曹莉, 尹鸿操, 周礼, 王拥军. 氧化型低密度脂蛋白对PC12 细胞的毒性作用[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2004, 9(2): 166-170.
[14]	霍冠华, 吕耀凤, 张金凤, 高洪秋. 碱性彗星试验检测γ-射线照射与维生素K3联合应用对人宫颈癌HeLa细胞的细胞毒性影响[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2003, 8(5): 530-533.
[15]	卢娜, 王辉¹, 杨献军², 李超³. 蝎毒组分Ⅲ对人头颈部鳞状细胞癌细胞生长的影响[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2002, 7(6): 515-517.

药用纳米SiO₂ 对人正常肺细胞的氧化损伤

Oxidative lesions induced by medical SiO₂ nanoparticles on normal human lung cells

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