纳米氧化锌对 HEK293细胞的毒性作用研究

陈玉莹;韩宏岩果糖胺

孙女雇人为爷爷扫墓【摘要】探讨纳米氧化锌浓度和尺寸效应对HEK293细胞的毒性作用以及其产生毒性的原因。分别用不同浓度的纳米氧化锌（15 nm）和不同尺寸的纳米氧化锌：常规氧化锌（颗粒直径≤1μm）、15 nm氧化锌、30 nm氧化锌及90 nm氧化锌处理HEK293细胞，48 h后，MTT检测纳米氧化锌对HEK293细胞活性的影响，流式细胞仪检测纳米氧化锌对HEK293细胞凋亡的影响，ROS检测试剂盒检测纳米氧化锌对HEK293细胞中ROS含量的影响。结果显示当15 nm氧化锌浓度小于2.0μg／mL时，HEK293细胞活性、凋亡率和ROS水平与对照组相比没有明显差别；但当纳米氧化锌的浓度大于4.0μg／mL时，HEK293细胞活性呈明显下降趋势，细胞凋亡率和ROS含量呈明显的上升趋势，且在同一浓度下，纳米氧化锌尺寸越小，HEK293细胞活性越低，细胞凋亡率和ROS含量越高。该结果表明纳米氧化锌对HEK293细胞的毒性作用呈明显的剂量效应和尺寸效应，纳米氧化锌诱导HEK293细胞产生的大量活性氧（ ROS）可能是导致其产生细胞毒性的主要原因之一。%Abstract This experiment explored the effects of concentration and size of ZnO nanoparticles ( ZnO NPs) on HEK293

cells and re-search its mechanism of toxicity .In this experiment, three different sizes ZnO NPs including 15 nm-sized ZnO NPs, 30 nm-sized ZnO NPs, 90 nm-sized ZnO NPs and normal ZnO to treat HEK293 cells were used.After 48 hours, the cell proliferation was detected by MTT test, then a cell cytometry was made to investigate the rate of apoptosis .Lastly, the change of ROS level was analyzed by kit . There was no noticeable changes on HEK 293 cells treated with 15 nm-sized ZnO NPs below 2.0 μg/mL concentration .While above 4.0 μg/mL, the proliferation of HEK293 cells was reduced significantly .However the rate of apoptosis and the level of ROS increased obviously.With the decrease of the size of ZnO NPs , the rate of apoptosis and the level of ROS increased , but the proliferation of cell gradually reduced in HEK293 cells.The results suggested that cytotoxicity of ZnO NPs on HEK 293 cells was related to its concentration and size.Increasing of ROS induced by ZnO NPs may be one important element of cytotoxicity .

逆行性遗忘【期刊名称】《生物学杂志》

【年(卷),期】2016(033)001

【总页数】5页(P1-5)

【关键词】纳米氧化锌;HEK293细胞;细胞毒性;细胞凋亡;ROS

【作者】陈玉莹;韩宏岩

【作者单位】苏州大学基础医学与生物科学学院，苏州215123;苏州大学基础医学与生物科学学院，苏州215123

【正文语种】中文

【中图分类】TB383.1;R114

Abstract　This experiment explored the effects of concentration and size of ZnO nanoparticles (ZnO NPs) on HEK293 cells and research its mechanism of toxicity. In this experiment, three different sizes ZnO NPs including 15 nm-sized ZnO NPs, 30 nm-sized ZnO NPs, 90 nm-sized ZnO NPs and normal ZnO to treat HEK293 cells were used. After 48 hours, the cell proliferation was detected by MTT test, then a cell cytometry was made

to investigate the rate of apoptosis. Lastly, the change of ROS level was analyzed by kit. There was no noticeable changes on HEK293 cells treated with 15 nm-sized ZnO NPs below 2.0 μg/mL concentration. While above 4.0 μg/mL, the proliferation of HEK293 cells was reduced significantly. However the rate of apoptosis and the level of ROS increased obviously. With the decrease of the size of ZnO NPs, the rate of apoptosis and the level of ROS increased, but the proliferation of cell gradually reduced in HEK293 cells. The results suggested that cytotoxicity of ZnO NPs on HEK293 cells was related to its concentration and size. Increasing of ROS induced by ZnO NPs may be one important element of cytotoxicity.

Keywords　ZnO nanoparticles； HEK293 cells； cytotoxicity； apoptosis； reactive oxygen species

纳米氧化锌(ZnO nanoparticles， ZnO NPs)是目前继碳纳米管之后又一个备受关注的多功能纳米材料[1]。由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散

性等特点[2]，而被广泛应用于橡胶、陶瓷、化工、环保、饲料、电子、化妆品、生物医药等众多领域，具有非常广阔的应用前景[3]。但纳米氧化锌在创造巨大经济效益的同时，其毒性和健康效应也应引起人们的关注，这也是保障其健康以及可持续发展的必要条件。然而到目前为止，人们对于纳米氧化锌与环境以及生物体之间的相互作用与影响还是知之甚少，而且已取得的研究结果也并不统一，还需要进行大量的研究证明。基于此，本研究以3种不同尺寸的纳米氧化锌(15 nm、30 nm、90 nm)为对象，研究其对HEK293细胞的毒性作用及毒性差异，并初步探讨其产生毒性作用的原因，以期为纳米氧化锌做体外安全性评估，并为纳米材料毒理学以及其生物安全性研究提供一定的理论依据。

1.1　材料

ZnO NPs购自宣城晶瑞新材料有限公司(平均粒径分别为15 nm、30 nm、90 nm，纯度均大于99.9%，结构均为红锌矿晶型)；高糖DMEM(H-DMEM)、胎牛血清(fetal bovine serum, FBS)购自Gibco公司；双抗(青霉素-链霉素)购自上海生物工程有限公司；胰蛋白酶(Trypsin)购自Sigma公司；氧化钠(颗粒直径≤1 μm，分析纯)购自国药集团化学试剂有限公司；MTT cell counting kit购自上海生物工程有限公司；细胞凋亡检测试剂盒购自碧云天生物科技有限公司；Reactive oxygen species assay kit购自南京建成生物工程研究所。

杨立青

1.2　方法

1.2.1　纳米氧化锌悬液的制备

水力压裂分别配制15 nm、30 nm和90 nm浓度为1 mg/mL的ZnO NPs悬液，混匀后，超声20 min(振幅80 mm/s，间隔2 s)，然后高压灭菌30 min。在加入到细胞前，先将ZnO NPs悬液在密封情况下用超声波清洗机超声20 min，最后用细胞培养液DMEM配制实验所需浓度的ZnO NPs悬液。

1.2.2　HEK293细胞培养

HEK293细胞用含10%胎牛血清和100单位/mL的双抗(青霉素-链霉素)的DMEM培养基，置于37°C、饱和湿度、5% CO2的细胞培养箱中培养，待细胞汇合度达到70%~80%时，用0.25%的胰蛋白酶消化传代或制成单细胞悬液接种于实验所需的96孔板或6孔板中，置于37°C、饱和湿度、5% CO2的细胞培养箱中培养。

1.2.3　纳米氧化锌对HEK293细胞活性的影响

工业建筑设计手册

取处于对数生长期的HEK293细胞，调整细胞密度为5×103个/mL，将其接种于96孔板，每孔100 μL，设置空白孔(无细胞)和对照孔(有细胞，但培养基内不加ZnO NPs)；细胞贴壁12 h后，各组分别更换15 nm终浓度为0(对照)、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0和16.0 μg/mL的ZnO NPs悬液和4.0 μg/mL的常规ZnO、ZnO NPs(15 nm、30 nm和90 nm)悬液；培养48 h后，按照MTT检测试剂盒说明操作后，利用酶联免疫检测仪测定各孔在490 nm波长处的光密度OD值；细胞活力%=(加药细胞OD值-空白孔OD值)/(对照细胞OD值-空白孔OD值)×100%，以对照组HEK293细胞活性为100%。

1.2.4　纳米氧化锌对HEK293细胞凋亡的影响

取处于对数生长期的HEK293细胞，以3×105个/mL的密度接种于6 孔细胞培养板中，每孔体积为2 mL；细胞贴壁12 h后，各组分别更换15 nm终浓度为0(对照)、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0和16.0 μg/mL的ZnO NPs悬液和4.0 μg/mL的常规ZnO、ZnO NPs(15 nm、30 nm和90 nm)悬液；培养48 h后，按照凋亡检测试剂盒说明操作后，流式细胞仪检测分析HEK293细胞凋亡率。

1.2.5　纳米氧化锌对HEK293细胞中ROS含量的影响

取处于对数生长期的HEK293细胞，以3×105个/mL的密度接种于6孔细胞培养板中，每孔体积为2 mL；细胞贴壁12 h后，各组分别更换15 nm终浓度为0(对照)、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0和16.0 μg/mL的ZnO NPs悬液和4.0 μg/mL的常规ZnO、ZnO NPs(15 nm、30 nm和90 nm)悬液；培养48 h后，按照ROS检测试剂盒说明操作检测HEK293细胞中ROS含量，以对照组HEK293细胞中ROS含量为100%。

1.2.6　数据统计与分析

实验数据以均数±标准差±s )表示。利用SPSS16.0进行统计分析，P<0.05被认为差异具有统计学意义。

2.1　纳米氧化锌对HEK293细胞活性的影响

利用MTT分别检测ZnO NPs浓度和尺寸对HEK293细胞活性的影响，结果如图1和图2所示。由图1可以看出，当15 nm ZnO NPs浓度小于2.0 μg/mL时，与对照组(ZnO NPs浓度为0 μg/mL)相比，HEK293细胞活性没有明显变化；当ZnO NPs浓度大于4.0 μg/mL时，HEK293细胞活性开始出现明显的下降趋势。因此，选用浓度为4.0 μg/mL的ZnO NPs进行

纳米尺寸对细胞活性的影响研究，由图2可以看出，当处理浓度为4.0 μg/mL时，常规ZnO(颗粒直径≤1 μm)组和90 nm组HEK293细胞活性与对照组(ZnO NPs浓度为0 μg/mL)相比没有明显变化；而30 nm组HEK293细胞活性下降到80.69%，15 nm组HEK293细胞活性下降到74.46%，由此可以看出，相同浓度下，15 nm ZnO NPs对HEK293细胞活性影响最大，其次是30 nm ZnO NPs，90 nm ZnO NPs和常规ZnO对HEK293细胞活性影响较小。

本文发布于:2024-09-23 11:11:58，感谢您对本站的认可！

本文链接：https://www.17tex.com/xueshu/61788.html

上一篇：氧化锌矿选矿工艺

下一篇：解析纳米氧化锌的抗菌性能

标签：细胞氧化锌活性效应检测

留言与评论（共有 0 条评论）