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纳米材料对人体细胞体外生长的影响研究

董辰方  
【摘要】:目的 研究银系纳米材料和稀土纳米材料对体外培养细胞的影响,为纳米材料抗菌剂在生物医学的合理应用提供了一定的理论依据和实践指导。 方法 采用四甲基偶氮唑盐比色法(MTT assay)、活细胞计数法观察纳米材料对细胞增殖的影响,用透射电镜观察法观察纳米材料在细胞的存在情况。采用原位杂交及斑点杂交检测纳米材料对IGF-I mRNA表达的影响。采用末端脱氧核苷酸转移酶介导dUTP缺口末端标记法(TUNEL)和透射电镜观察对细胞凋亡情况进行检测. 结果 ①银系纳米材料各浓度对细胞的存活率无明显差别;稀土纳米材料在浓度0.016~0.500mg/ml范围内,各浓度与细胞的存活率均呈负相关。②随银系纳米材料与细胞接触的时间延长,实验组的活细胞数与对照组相比无明显差别;随稀土纳米材料与细胞接触的时间延长,实验组的细胞活性与对照组细胞活性相比有显著性的降低。③透射电镜显示银系纳米颗粒不仅存在于细胞外,还存在于细胞浆中,部分纳米颗粒对细胞有挤压的征象;而稀土纳米材料并不存在于细胞内。④原位杂交结果可见实验组和对照组的细胞均有IGF-I mRNA杂交阳性信号表达。⑤膜上斑点杂交经吸光度扫描表明银系纳米材料组与对照组相比差别均无显著性(F=12.4~26.3,t_D=1.2~1.5,P>0.05;F=16.4~31.2,t_D=1.4~1.8,P>0.05);稀土纳米材料组吸光度值较对照组均显著性降低(F=12.4~26.3,t_D=3.2~4.1,P<0.01;F=16.4~31.2,t_D=3.5~4.6,P<0.01)。⑥在银系纳米材料作用下,WI-38和Hela细胞的凋亡指数与对照组相比差别均无显著性(F=15.8,t_D=1.8,P>0.05;F=17.2,t_D=2.1,P>0.05);在稀土纳米材料的作用下,WI-38和Hela细胞的凋亡指数与对照组相比有显著性增加(F=15.8,t_D=4.3,P<0.01;F=17.2,t_D=4.6,P<0.01)。⑦在银系纳米材料作用下,电镜下未见凋亡的WI-38和Hela细胞;在稀土纳米材料的作用下,WI-38和Hela细胞均可见较多凋亡细胞和坏死的细胞。 结论 ①明显高于其抗菌浓度的银系纳米材料对体外培养的WI-38和Hela细胞的细胞活性无影响;而低于最小抑菌浓度的稀土纳米材料对两种细胞的活性有明显的抑制作用,并能导致细胞坏死。②银系纳米颗粒不仅存在于细胞外,还存在于细胞浆中,部分纳米颗粒对细胞有挤压的征象。纳米颗粒是否在组 中文摘要 织及细胞长期存在,是否有致突变、致瘤作用仍需作进一步研究。而稀土纳米材 料并不存在于细胞内。③银系纳米材料对IGP丁mRNA的表达无影响;而稀 土纳米材料对IGF一1 mRNA的表达有明显的抑制作用。④银系纳米材料无诱 导或抑制细胞凋亡的现象;而稀土纳米材料有较强的诱导细胞调亡的作用。


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