不同表面修饰的氧化铁纳米颗粒对A549细胞的毒性及DNA损伤

摘要：

目的:比较不同表面修饰的氧化铁纳米颗粒(IONPs)对A549细胞的细胞毒性、染色体和DNA损伤及其作用机制的差异.方法:比较相同粒径范围(约5 nm)的胺基表面修饰的纳米氧化铁颗粒(Amine-IONP)和聚乙二醇表面修饰的纳米氧化铁颗粒(PEG-IONP)对A549细胞存活率和细胞周期的影响;使用高内涵法检测细胞经IONPs处理后的胞内活性氧簇(ROS)含量、线粒体膜电位(MMP)和内质网(ER)状态的变化;采用体外胞质分裂法微核试验和彗星电泳评价IONPs对染色体和DNA完整性的影响.结果:两种纳米氧化铁颗粒处理48 h对A549细胞生长抑制率均小于20％.相同浓度条件下,PEG-IONP主要表现为对A549细胞G0/G1期阻滞,自20 μg/mL起即明显减少S期细胞比率(P＜0.01),320 μg/mL PEG-IONP处理24 h后可诱导p21与p53表达水平显著升高(P＜0.05).给药48 h时,Amine-IONP作用后细胞ROS、MMP及ER水平显著性改变的起始浓度分别为20、20和80 μg/mL,而PEG-IONP作用后产生显著性改变的起始浓度分别为40、40和160 μg/mL.此外,与PEG-IONP比较,Amine-IONP可在较低浓度条件下诱导微核和彗星拖尾形成(Amine-IONP的起始浓度为20和80 μg/mL;而PEG-IONP则为40和160 μg/mL).经氧自由基清除剂乙酰半胱氨酸和叔丁基对羟基茴香醚预处理后,两者导致的胞内ROS含量和尾部DNA百分率均明显降低(P＜0.05).结论:带正电荷的Amine-IONP更易于诱导A549细胞氧化应激及与之有关的DNA损伤;相比之下,PEG-IONP的细胞毒性和遗传毒性较弱,但除氧化损伤外也可通过抑制细胞周期干扰细胞增殖,作为肿瘤诊断试剂具有一定优势.

关键词：氧化铁纳米颗粒、A549细胞、微核试验、彗星试验、氧化应激、细胞增殖

所属期刊栏目：30

分类号：R917(药物基础科学)

资助基金：国家自然科学基金81401517

在线出版日期：2019-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：413-421