文献类型：期刊文献

中文题名：纳米二氧化硅诱导 A549 细胞损伤及其氧化应激机制

英文题名：Silica nanoparticle-induced cytotoxicity and its oxidative stress mechanism in A549 cells

作者：焦常平[1];叶亚婧[2,3];张渊[4];高峰[1,2,3]

机构：[1]华东理工大学上海市功能性材料化学重点实验室,上海200080;[2]华东理工大学上海市新药设计重点实验室,上海200080;[3]药学院药剂教研组,上海200237;[4]上海市第一人民医院药剂科,上海200080

年份：2013

卷号：27

期号：6

起止页码：995

中文期刊名：中国药理学与毒理学杂志

外文期刊名：Chinese Journal of Pharmacology and Toxicology

收录：CSTPCD;;Scopus;北大核心:【北大核心2011】；CSCD:【CSCD2013_2014】；

基金：上海市科学技术委员会资助项目(11DZ2260600);上海市科学技术委员会资助项目(10DZ2220500);华东理工大学交叉学科与重大项目培育基金(WY1213013 ECUST)~~

语种：中文

中文关键词：二氧化硅;纳米粒子;自由基;细胞凋亡

外文关键词：silicon dioxide; nanoparticles; free radicals; apoptosis

摘要：目的 探讨纳米二氧化硅（SiO2）诱导细胞损伤的作用机制研究。方法 噻唑蓝比色（MTT）法检测20 nm和50 nm SiO2 0~1000 mg·L-1处理A549细胞24 h对细胞存活率的影响。纳米SiO2 25，50和100 mg·L-1处理细胞24 h后，检测细胞内超氧阴离子（O2-·）、羟自由基（·OH）、过氧化氢（H2O2）、一氧化氮自由基（NO·）、活性氧（ROS）、丙二醛（MDA）含量以及细胞膜ATP酶的活性变化；采用荧光显微镜观察凋亡坏死细胞形态。结果 20 nm和50 nm SiO2对A549细胞的半数致死量（LD50）分别为30±4和（120±14）mg·L-1。与正常对照组比较，纳米SiO2引起A549细胞内O2-·，·OH，H2O2和NO·含量显著增加（P〈0.05），ROS过量产生（P〈0.05），脂质过氧化物MDA含量显著升高（P〈0.05），且细胞存活率与ROS及MDA含量呈现明显的负相关性（R2=0.954和R2=0.937），ATP酶活性显著降低（P〈0.05）；Hoechst33342/PI双荧光染色法观察到明显的细胞凋亡与坏死。结论纳米SiO2可诱导细胞自由基过量生成，氧化应激反应加剧，导致脂质过氧化反应、细胞膜受损和细胞功能障碍，以及引发细胞凋亡与坏死，产生细胞毒性。
OBJECTIVE To elucidate silica nanoparticle-induced cytotoxicity and its mechanism by investigating the effect of silica nanoparticles on cells. METHODS Cell viability was examined by MTT assay after A549 cells were exposed to 20-and 50 nm silica nanoparticles for 24 h. Radical anion （O2-·）, hydroxyl radical （·OH）, hydrogen peroxide （H2O2）, nitric oxide （NO·）, reactive oxygen species （ROS）, malondialdehyde （MDA） contents and ATPase activity were determined after cells were treated with SiO2 nanoparticles 25, 50 and 100 mg·L-1 for 24 h. Cell apoptosis and necrosis were assessed under silica nanoparticle-exposed conditions. RESULTS After exposure to silica nanoparticles for 24 h, the median lethal dose （LD50） was 30±4 and （120±14）mg·L-1 for 20-and 50 nm silica, respectively. Compared with normal control group, the content of intracellular O2-·, ·OH, H2O2, NO·, ROS and MDA significantly increased （P〈0.05）, while ATPase activity significantly decreased （P〈0.05）. There was a significant reverse-correlation between cell viability and ROS or MDA content （R2=0.954 and R2=0.937）. Hoechst33342/PI nucleus staining also displayed that silica nanoparticles could induce cell apoptosis and necrosis. CONCLUSION SiO2 nanoparticles can cause cytotoxicity in A549 cells. The mechanism is possibly the overproduction of free radicals and an elevated level of oxidative stress, resulting in lipid peroxidation, cellular membrane damage, cell function disorder, cell apoptosis and necrosis.