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二巯基丁二酸(DMSA)被广泛用于修饰氧化铁纳米粒子,DMSA修饰的氧化铁纳米颗粒被认为是具有生物相容性的氧化铁纳米颗粒,在生物医学领域被广泛应用,如核磁共振造影剂、靶向药物载体、肿瘤磁热疗等。DMSA因具有解毒作用已被应用于临床口服治疗重金属中毒。口服DMSA良好的生物相容性基于其细胞外分布,但作为纳米粒子的表面修饰分子,DMSA可随纳米粒子大量进入细胞,因此,其细胞内的生物相容性仍有待充分研究。本论文运用基因芯片技术检测DMSA修饰的氧化铁纳米颗粒(DMSA-FeNP)对四个哺乳动物细胞系(RAW264.7、Hepal-6、THP-1、HepG2)基因表达谱的影响,从基因表达的分子水平评价DMSA-FeNP的细胞效应,探讨DMSA作为纳米粒子表面修饰分子的生物安全性。取得如下主要研究结果：1.运用普鲁士蓝染色、透射电镜(TEM)观察、比色法测定铁含量及巯基含量、CCK-8测定细胞活力等检测技术,表征了FeNP的DMSA修饰、检测了DMSA-FeNP与细胞的互作及对细胞活力的影响。结果表明,DMSA修饰的FeNP不仅携带了大量的巯基,而且在水溶液和细胞培养基内具有良好的分散性；四种哺乳动物细胞系均能摄取DMSA-FeNP,其中小鼠巨噬细胞RAW264.7吞噬量最高；细胞铁含量测定表明,细胞对DMSA-FeNP的吞噬量具有时间和浓度双重依赖性,24小时左右细胞内铁含量将达到饱和状态。对细胞活力的测定表明,低剂量(≤50μg/mL)的DMSA-FeNP未对细胞活力产生显著影响,而高剂量(100μg/mL)的DMSA-FeNP中引起RAW264.7细胞活力显著下降。2.结果表明,在所有的365个差异表达基因(DEG)中约有四分之一的基因编码富含半胱氨酸的蛋白质(CRP),说明在该种纳米颗粒处理下,CRP基因(如编码锌指蛋白的基因)的表达受到显著影响。在所有编码富含半胱氨酸蛋白的差异表达基因(CRP-DEG)中,约26%的基因是酶基因,这表明这种纳米颗粒处理对酶基因的表达产生了显著影响。基因注释表明,DMSA-FeNP通常通过调节CRP-DEG的表达,诱导各种应答、免疫活性和细胞凋亡。CRP-DEG在各种细胞中的分子功能主要涉及过渡金属铁结合。根据CRP蛋白富含半胱氨酸的特性,我们推测DMSA-FeNP主要通过其修饰分子DMSA产生对CRP基因表达的影响,为了进一步验证这一推测,我们用qPCR检测了DMSA-FeNP及PEI-FeNP对部分CRP-DEG表达影响,发现 DMSA-FeNP对CRP基因表达的影响主要是由纳米颗粒带入细胞的DMSA造成的。综上所述,本研究首次报道氧化铁纳米颗粒涂层分子DMSA的细胞效应,发现修饰在FeNP表面DMSA对CRP基因在细胞中的表达产生显著影响,为DMSA作为纳米材料表面修饰分子的生物相容性评价提供了新的依据。