人工合成硫化鎘量子點對大鼠腎小管上皮細胞的毒性研究.pdf

1、量子點是指三維尺度均處在納米量級(1～100nm)的材料。量子點由于其獨特的光化學特性，已被廣泛應用于光電領域和生物醫(yī)學領域。隨著量子點應用的增加，生物體接觸到量子點的機會也越來越多。已有研究表明，多種量子點都具有體內和體外毒性作用，但是量子點的毒性受多種因素的影響，對于具體量子點的毒性需要進行個性化的評價。另外，量子點毒性作用的機制也尚無定論。腎臟作為量子點重要的排泄器官，腎小管上皮細胞可能受到量子點的損傷。因此，本研究選用研究尚不充

2、分的硫化鎘量子點，研究其對大鼠腎小管上皮細胞的毒性作用，并探討其毒性作用的機制。
　　目的:
　　本研究旨在采用分子生物學技術，研究硫化鎘量子點(cadmiumsulphidequantumdot，CdSQDs)對體外原代培養(yǎng)的大鼠腎小管上皮細胞(renaltubularepithelialcells，TECs)的毒性作用，并探討其毒性作用的機制，為CdSQDs的安全應用提供依據(jù)。
　　方法:
　　1.大鼠腎小管

3、上皮細胞的原代培養(yǎng)
　　采用機械分離結合酶消化法獲取腎小管，原代及傳代培養(yǎng)大鼠腎小管上皮細胞。
　　2.硫化鎘量子點對大鼠腎小管上皮細胞的毒性作用研究
　　將處于對數(shù)生長期的細胞分別暴露于對照組(0.00)、2.50、10.00、20.00和40.00μg/mL的CdSQDs劑量組24h，觀察不同劑量CdSQDs對TECs的形態(tài)學影響，并采用MTT實驗檢測CdSQDs對細胞存活率的影響。
　　3.硫化鎘量子點對大

4、鼠腎小管上皮細胞的毒性機制的研究
　　將處于對數(shù)生長期的細胞分別暴露于對照組(0.00)、2.50、10.00、20.00和40.00μg/mL的CdSQDs劑量組24h，采用生物化學法檢測細胞內的活性氧(Reactiveoxygenspecies，ROS)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)、谷胱甘肽(glutathione，GSH)和乳酸脫氫酶(lactatedehydrogenase，LDH)含量。采用west

5、ernblotting法檢測CdSQDs對細胞的過氧化氫酶(catalase，CAT)、谷胱甘肽過氧化物還原酶(glutathioneperoxidase，GSH-Px)和超氧化物歧化酶(superoxidedismutase，SOD)的蛋白表達的影響，實時定量PCR法檢測細胞內CAT、GSH-Px和SODmRNA的相對表達量，采用原子吸收光譜法(atomicabsorptionspectrometry，AAS)測定細胞內外的Cd2+濃

6、度。
　　結果:
　　1.大鼠腎小管上皮細胞的原代培養(yǎng)
　　培養(yǎng)的細胞形態(tài)為多邊鵝卵石樣，體積較大，鏡下透明度高，各細胞緊密相靠，互相銜接，融合成片，呈蜂窩狀，符合大鼠腎小管上皮細胞的形態(tài)學特點。細胞免疫化學實驗發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)的細胞特異性表達的角蛋白-18，而不表達Ⅷ因子和結蛋白。綜合形態(tài)學和細胞免疫化學實驗的結果，可以判斷培養(yǎng)的細胞是大鼠腎小管上皮細胞。
　　2.硫化鎘量子點對大鼠腎小管上皮細胞的毒性作用研究

7、　　倒置顯微鏡下觀察細胞形態(tài)發(fā)現(xiàn)，CdSQDs作用后的細胞附壁疏松、變圓、細胞體積減小。從10μg/mL組開始，細胞脫落增加，漂浮在培養(yǎng)液中，細胞死亡增加。在各劑量組加入抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸NAC(N-alreadyusionsaminoacidinhalf)，可增加細胞存活率。在10.00、20.00和40.00μg/mL劑量組，CdS單獨作用和CdS+NAC聯(lián)合作用24h后細胞存活率的差別有統(tǒng)計學意義。
　　MTT實驗結果

8、顯示，隨著CdSQDs染毒劑量的增加，細胞存活率逐漸降低。2.50、10.00、20.00和40.00μg/mL劑量組的細胞存活率與對照組相比，差別有統(tǒng)計學意義(P<0.05或P<0.01)。
　　3.硫化鎘量子點對大鼠腎小管上皮細胞的毒性機制研究
　　隨著CdSODs染毒劑量的增加，ROS、MDA和LDH含量升高，GSH含量下降，SOD、CAT和GSH-Px的蛋白和mRNA的表達量逐漸降低。與對照組相比，20.00μg/m

9、L劑量組的SOD和CAT，以及40μg/mL劑量組的SOD、CAT和GSH-Px的蛋白和mRNA表達量降低，且差別有統(tǒng)計學意義(P<0.05或P<0.01)。
　　隨著CdSQDs染毒劑量的增加，細胞內外Cd2+濃度均升高，到40.00μg/mL劑量組時，細胞內外Cd2+濃度均出現(xiàn)急劇上升。
　　結論:
　　CdSQDs可以降低大鼠腎小管上皮細胞的存活率，抗氧化劑NAC對CdSQDs引起的腎小管上皮細胞損傷有部分保護作