磁性纳米颗粒对抗cTnI抗体、平滑肌细胞和心肌细胞作用研究

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1、中文摘要中文摘要[题名]磁性纳米颗粒对抗cTnI抗体、平滑肌细胞及心肌细胞作用研究[关键词]磁性纳米颗粒，抗体，平滑肌细胞，缺氧复氧，心肌细胞[正文]氧化铁磁性纳米颗粒(magneticnanoparticles，MNPs)在生物医学领域有许多重要的应用，而且与传统的方法比较，磁性纳米颗粒在诊断和治疗方面表现出诊断灵敏度高，治疗效果好，副作用小等优越性。但是，目前绝大部分应用研究仍处于实验室阶段，限制研究进一步深入的主要原因之一是磁性纳米颗粒在体内循环过程中对正常组织和细胞的安全性问题。基于以上考虑，我们选择抗心肌肌钙蛋白l抗体，平滑肌细胞和心肌细胞作为研究对象，考察磁性纳米颗粒对它们的

2、影响。首先，采用共沉淀法制备了粒径分别为10nm、14nm和18nm的Y—Fe203三种氧化铁磁性纳米颗粒，用二巯基丁二酸(DMSA)、氨丙基乙氧基硅烷(APTS)、谷氨酸(GLU)和羧基化PEG(PEG-COOH)进行修饰，获得了DMSA．MNPs、APTS．MNPs、GLU．MNPs和PEG-COOH．MNPs等纳米颗粒，并且表征了其形貌结构和性质。不同分子修饰后的磁性纳米颗粒表现不同的电性，DMSA-MNPs在pH3．11范围内表现出很强的负电性(-40mV一．．．50mV)；其它三种纳米颗粒的电性则随着pH值的升高，逐渐由正向负变化。在生理pH值(7．4)条件下，DMSA-MNP

3、s呈负电性(-54mv)，GLU—MNPs近似电中性(一3．1m、，)，而APTS-MNPs则带有正电性(20m、，)。选用上述制备的DMSA．MNPs，利用化学偶联法和抗心肌肌钙蛋白I抗体偶联制备成免疫磁陛纳米颗粒，并且应用生物学方法ELISA和Western-blotting详细研究了免疫磁性纳米颗粒的活性、特异性和稳定性，结果发现偶联后抗体在磁性纳米颗粒表面仍然保持着良好的生物活性特异性和稳定性。详细研究了氧化铁纳米颗粒对SD大鼠主动脉平滑肌细胞的影响。DMSA．MNPs与平滑肌细胞共同培养，细胞对纳米颗粒的摄入量具有剂量依赖性，时间依赖性和颗粒表面性质依赖性：在实验条件范围内，磁

4、性纳米颗粒浓度越高，细胞的摄入量越多：培养时间越长，细胞的摄入量越多：平滑肌细胞对具有负电荷表面的颗粒(DMSA—MNPs)摄入量多，近似于电中性表面(APTS．MNPs)的次之，正电性表面(GLU-MNPs)的最少。对细胞的凋亡和细胞上清中TNF．a水平的检测的可知，氧化铁纳米颗粒既不会引起炎症反应也不会引起细胞的凋亡。MTT结果表明磁性纳米颗粒抑制细胞东南大学博士学位论文的分裂增殖，并且这种抑制作用与颗粒浓度、共同培养时间和有关。颗粒浓度越大、培养时间越长抑制作用越明显。当浓度为0．1mg／ml培养96h后对平滑肌细胞的抑制率为45％左右。同样研究了氧化铁磁性纳米颗粒对心肌细胞的影响

5、。心肌细胞与氧化铁纳米颗粒共同培养，24h后在光学显微镜下没有观察到细胞形态发生变化，但是细胞轮廓内有明显的氧化铁纳米颗粒聚集体，随着纳米颗粒浓度的增加聚集体也显著增加；心肌细胞对纳米颗粒的摄入量有着明显的剂量依赖性和时间依赖性，培养液中浓度越大，共同培养时间越长，摄入纳米颗粒越多；在实验浓度范围和共同培养时间范围内，MTT和细胞上清中酶水平与对照细胞相比，都没有统计学差异，氧化铁纳米颗粒对心肌细胞表现出良好的生物相容性。在此基础上我们进一步研究了氧化铁纳米颗粒对缺氧复氧损伤心肌细胞的影响。与模型组比较，氧化铁纳米颗粒组细胞的活力明显提高；同时细胞膜的通透性降低，释放到上清中的酶CKMB

6、也显著降低；细胞内SOD活性提高，MDA含量降低。这表明氧化铁纳米颗粒可以保护细胞减弱活性氧过氧化作用的损伤，这可能是氧化铁纳米颗粒保护缺氧复氧损伤心肌细胞的机制之一。DMSA—MNPs、APTS-MNPs、GLU-MNPs均表现出对缺氧复氧损伤心肌细胞的保护作用，说明磁性纳米材料对心肌细胞的保护作用不依赖于氧化铁纳米颗粒的表面修饰，而是颗粒(Y—Fe203)本身在起作用。总之，氧化铁纳米颗粒与如抗心肌肌钙蛋白I抗体等偶联后，抗体仍能保持其活性和稳定性：与平滑肌细胞共同培养后，氧化铁纳米颗粒不会促进细胞产生炎症或者凋亡，但是会影响细胞的分裂增殖；而对于心肌细胞，实验条件下氧化铁纳米颗粒表

7、现出良好的生物相容性，而且在缺氧复氧条件下表现出对心肌细胞的保护作用。IIAbstaet英文摘要[Titleofthedissertation]：Thestudyofironoxidenanoparticlesonanti-cTnlantibody,smoothmusclecellsandcardiomyocytes【KeyWords]：magneticnanoparticles，antibody,smoothmusclecells