fe3o4磁性纳米颗粒的细胞效应及发生机理研究

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1、隶韵大·磐博士学位论文Fe304磁性纳米颗粒的细胞效应及发生机理研究研究生姓名：割题邈本论文获国家重点基础研究计划(2006CB933205)和中美国际合作项目(2009DFA31990)资助。㈣洲㈣㈣㈣洲Y2511599STUDYONTHECELLEFFECTSOFMA(]NETITENANOI】IARTICLESANDTHEOCCURRENCEMECHANISMAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofDoctorofEngineeringBYLIU

2、Ying—xunSupervisedbyProf．ⅥANGJin-keSchoolofBiologicalScienceandMedicalEngineeringSoutheastUniversityOctober2013东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作

3、了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：奁】燧隰丝堕!丝：丝东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：燃导师签名：日期．世、f／中文摘要随着纳米生物技术的发展，氧化铁磁性纳米颗粒(

4、MNP)在生物医学领域内具有了广泛的应用，如，核磁共振成像造影剂、肿瘤磁热疗、靶向药物载体、生物分子的标记、分离与纯化等。为了评价MNP在生物体系应用中的安全性并进一步发展其在生物医学中的应用，目前已有大量的研究表征了不同理化性质的MNP具有的生物效应。然而，大部分研究使用一种细胞系进行观察研究，缺少来自不同物种或不同组织的细胞间系统的比较，也未就细胞生理表型变化在分子水平上的发生机理进行深入研究。因此，使用多种细胞系和不同浓度及处理时间系统研究MNP作用细胞后引发的细胞效应及其发生机理仍是纳米生物技术研究领域的重要课题。本研究

5、采用多浓度(20～100I．tg／mL)、多时间点(2～72h)和多种细胞系，包括小鼠巨噬细胞(RAW264．7)、小鼠肝癌细胞(Hepal．6)、人单核细胞(THP．1)、人肝癌细胞(HepG2)、人正常肝脏细胞(HL．7702)及人宫颈癌细胞(HeLa)，检测了热解油酸．铁制备的二巯基丁二酸(DMSA)包被的Fe304MNP的细胞效应，并运用基因芯片技术检测这种MNP对细胞基因表达谱的影响，从分子水平上分析细胞效应的分子机制。本论文取得的主要结果如下：1．通过普鲁士蓝染色、溶酶体染色、透射电镜(TEM)观察及比色法铁含量测定

6、，研究了合成的DMSA-Fe304MNP标记细胞的效率。TEM及溶酶体染色观察显示DMSA．Fe304MNP经内吞进入细胞，主要分布于细胞溶酶体内。普鲁士蓝染色和铁含量定量分析表明，所研究的6种哺乳动物细胞均能摄取这种DMSA．Fe304MNP，但摄取效率在细胞系问存在差异。RAW264．7细胞摄取效率最高，而HepG2和HL．7702细胞吞噬能力较弱。此外，细胞对DMSA-Fe304MNP的摄取具有时间和浓度双重依赖性。低浓度长时间作用导致细胞内的铁含量高于高浓度短时间作用，提示在研究DMSA-Fe304MNP的细胞效应时要考

7、虑其长时期作用效果。2．氧化铁纳米颗粒进入细胞后，不可避免地与细胞内组分发生相互作用，从而对细胞的某些功能造成损伤。为了评价DMSA—Fe304MNP的生物相容性，本研究系统地检测了其对6种哺乳动物细胞系多种生理功能的影响。显微观察显示DMSA．Fe304MNP处理细胞后，细胞形貌、细胞骨架及膜系统并未受到严重破坏。在所研究的浓度范围(20～100lig／mL)和作用时间段(2～72h)，细胞活力随DMSA-Fe304MNP的浓度升高而呈现轻微地下降，但仅有RAW264．7和HepG2细胞在高浓度长时间处理下具有显著性差异。氧化

8、应激测定表明，细胞内总超氧化物歧化酶和黄嘌呤氧化酶水平并没有显著的变化，但丙二醛水平在多个浓度下显著增高。各浓度的DMSA．Fe30。MNP对细胞周期未产生显著影响。高浓度(100Irtg／mL)的DMSA．Fe304MNP显著地诱导THP．1和Hep02细胞发