纳米四氧化三铁与HeLa细胞生物相容性的研究

随着纳米技术的迅速发展,纳米技术已应用到我们生活中的各个领域——工业、食品、医疗等。其中磁性纳米材料作为纳米技术的一个重要组成部分,由于其本身带有磁性,在外加局部磁场的条件下,可以准确的到达靶部位,故有非常广阔的应用前景,例如构建靶向载药系统、用于靶向基因治疗、恶性肿瘤的热疗、磁共振的图像增强剂等等。由于纳米四氧化三铁是其中使用价值最高、应用最广泛的一种材料,我们有必要对其在体内使用的安全性及安全使用剂量进行深入探讨。 我们对纳米四氧化三铁的生物安全性从两个方面进行研究——氧化损伤和遗传毒性。 许多研究已经证明,机体的正常代谢可以产生活性氧自由基,它有很强的氧化性,是机体产生疾病和衰老的关键之一。由线粒体产生的活性氧自由基可以通过体内的其他机制被清除,比如还原型的谷胱甘肽,超氧化物歧化酶等。所以我们选择测定细胞内的活性氧、还原型谷胱甘肽、超氧化物歧化酶和丙二醛作为评价氧化损伤程度的生物标志物。在生物体内,活性氧自由基作用于脂质发生过氧化反应,氧化的终产物为丙二醛。丙二醛会引起蛋白质、核酸等生物大分子的聚合与交联,具有一定的程度的细胞毒性。此时通过检测体内丙二醛的水平即可得出脂质氧化的水平,因此丙二醛是评价脂质氧化水平的常用指标。 现已发现,氧自由基对细胞的氧化损伤会引起DNA链断裂,还会引起DNA链交联,包括DNA-DNA交联和DNA-蛋白质交联。DNA损伤会影响细胞的功能和DNA的自我修复,这会增加人类疾病尤其是癌症的发病率。所以我们选择测定细胞内DNA-蛋白质交联系数和彗星实验来评价DNA损伤及其遗传毒性。 除此之外,在使用各项生物学标志物评价之前,先用MTT法检测细胞活力,在此基础上的安全性评价才更有意义。 从实验结果可以看出,低剂量的使用并不会造成明显的细胞损伤及遗传毒性。当纳米Fe304悬液的浓度在100μg／ml以内,所检测的7种生物学安全性评价指标均没有出现差异显著性,这说明该材料在未来被运用于人体是可行的。但是体外实验有其局限性：一,不能准确模拟人体环境,取得的实验结果会有一定的偏差；二,只能得到使用剂量的数据,无法得知该材料在人体的代谢过程以及排出方式,也无法估计其对人体是否会产生副作用；三,体外实验中使用的安全剂量在未来的动物体内实验中很难找出适当的转换方式,所以还需通过动物体内实验摸索更为合适的使用剂量。