納米氧化鋅具有極強的抗氧化性、抗腐蝕性、光催化性和獨特的抗紫外線性，使其在光電學、橡膠工業(yè)、日用化工、食品添加劑、生物醫(yī)學等方面應用廣泛。納米氧化鋅可通過皮膚、呼吸道或消化道進入生物體并在體內(nèi)積蓄，但機體很難排除這類微小物質(zhì)，因此潛在一定的生物毒性效應，對其生物安全性的研究已成為目前的研究熱點。
為了探討納米氧化鋅是否具有肝腎細胞毒性，本研究以人正常肝細胞HL-7702和人胚腎細胞HEK293為研究對象，首先通過形態(tài)學觀察、MTT(噻唑鹽)比色法來檢測納米氧化鋅對細胞活性的影響，然后通過單細胞凝膠電泳和微核試驗檢測其誘導的單鏈DNA斷裂程度和染色體損傷程度。檢測細胞內(nèi)活性氧水平(包括GSH、MDA和SOD水平)，考馬斯亮藍法測定蛋白質(zhì)羰基含量來探討納米氧化鋅對細胞的氧化損傷作用及可能機制。同時，利用DNA-laddering法來研究納米氧化鋅誘導的細胞凋亡作用。一、納米氧化鋅對HL-7702及HEK293細胞的毒性作用研究通過透射電鏡確定納米氧化鋅粒子粒徑分布，制備成不同濃度的含氧化鋅培養(yǎng)液與人正常肝細胞HL-7702及人胚腎細胞HEK293接觸培養(yǎng)，通過倒置顯微鏡觀察其形態(tài)，采取MTT法檢測細胞毒性，計算相對增值率(RGR)，并進行毒性評價。形態(tài)學觀察結(jié)果顯示，高劑量納米氧化鋅粒子作用細胞對細胞形態(tài)的影響更為明顯，可導致細胞形態(tài)變化，細胞凋亡或壞死。MTT法進行細胞毒性檢測結(jié)果表明，對于HL-7702和HEK293細胞，當納米氧化鋅粒子濃度分別達到10μg/mL和25μg/mL時，納米氧化鋅實驗組與對照組組相比出現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)，并表現(xiàn)出濃度-效應關(guān)系。
二、納米氧化鋅對HL-7702及HEK293細胞的遺傳毒性探討納米氧化鋅對人肝腎細胞的遺傳毒性效應，采用不同濃度納米氧化鋅10、25、50、75和100μg/mL對分別對HL-7702和HEK293細胞進行染毒12h，24h和48h后，用單細胞凝膠電泳技術(shù)檢測細胞的DNA的損傷程度。并采用微核試驗檢測染毒后雙核細胞的微核發(fā)生率，以期得出納米氧化鋅體外遺傳毒性。結(jié)果顯示，納米氧化鋅染毒肝腎細胞后，隨著培養(yǎng)基中納米氧化鋅濃度的增加，與對照組相比，高劑量染毒組細胞頭部DNA含量(Head DNA%)顯著降低，尾部DNA含量(Tail DNA%)、尾矩(Tail Moment)、Olive尾矩(Olive Tail Moment)數(shù)值顯著升高(P＜0.05)；微核試驗發(fā)現(xiàn)染毒組的微核率顯著升高。研究結(jié)果提示，高濃度的納米氧化鋅可引起人肝胚腎細胞DNA和染色體水平損傷，表現(xiàn)出遺傳毒性效應，認為其對細胞DNA的損傷個的納米氧化鋅致體外細胞毒性的主要機制之一。
三、納米氧化鋅致HL-7702及HEK293細胞氧化損傷作用的研究驗證納米氧化鋅是否致使HL-7702及HEK293細胞產(chǎn)生氧化損傷作用，采用不同濃度的納米氧化鋅10、25、50、75和100μg/mL對細胞進行染毒處理，24h后收集細胞，檢測其谷胱甘肽GSH、丙二醛MDA和超氧化物歧化酶SOD水平，探討細胞內(nèi)氧化應激水平，并通過檢測蛋白質(zhì)羰基含量來反映納米材料對蛋白質(zhì)的氧化損傷作用。結(jié)果表明，在納米氧化鋅處于一定劑量范圍內(nèi)(≤100μg/mL)，納米氧化鋅處理組總SOD和GSH酶活力降低，而MDA含量增加，且呈現(xiàn)一定的劑量-效應關(guān)系，在高濃度納米氧化鋅組中蛋白質(zhì)羰基含量與對照組相比有顯著性的升高(P<0.05)。進一步證實納米氧化鋅可對人肝腎細胞產(chǎn)生明顯氧化損傷作用，并認為氧化損傷是納米氧化鋅導致細胞毒性的主要機制之一。
四、納米氧化鋅致HL-7702及HEK293細胞凋亡作用的研究采用DNA-ladder法探討納米氧化鋅對人肝腎細胞凋亡作用的影響，結(jié)果表明：納米氧化鋅處理細胞后進行的DNA電泳圖顯示，DNA在100-200bp發(fā)生不同程度的特異性斷裂，出現(xiàn)較明顯的DNA ladder片段，提示納米氧化鋅能誘導人肝腎細胞發(fā)生凋亡作用。納米氧化鋅誘發(fā)的細胞凋亡可能是發(fā)生細胞毒性的機制之一，其有關(guān)機理還有待進一步研究。
