纳米粒子由于其独特的纳米生物学效应，已成为目前肿瘤防治研究工作的热点。羟基磷灰石纳米粒子具有抗癌活性，又具有良好的生物相容性，因而在抗肝癌研究中，受到越来越多的关注。本文选用均匀沉淀法成功制备出粒径范围主要为44.6nm～86.8nm（HAP₁）、301.6nm～1339.3nm（HAP₂）、843.2nm～2443.0nm（HAP₃）三种羟基磷灰石粒子。用0.14mmol／L、0.28mmol／L、0.56mmol／L的HAP₁纳米粒子以及0.56mmol／L浓度的HAP₂和HAP₃粒子与肝癌细胞作用，通过光镜观察和MTT法、生长曲线及集落形成率定量测定，结果显示HAP₁纳米粒子对肝癌细胞的增殖能力有剂量和时间依赖性抑制作用，以0.56 mmol／L浓度处理肝癌细胞4d可达到显著的抑制作用；而0.56 mmol／L浓度的HAP₂和HAP₃粒子对肝癌细胞的作用都很弱。由此推断HAP₁纳米粒子的抑制肝癌细胞增殖作用与粒径、浓度及作用时间有关，这为其体内外抗癌研究提供了依据。通过三种不同粒径的HAP粒子与肝癌细胞相互作用，经形态学观察与分析可知HAP₁纳米粒子很容易与肝癌细胞膜结合，肝癌细胞以非网格蛋白介导的细胞膜穴样内陷途径胞吞HAP₁纳米粒子进入肝癌细胞，而HAP₂和HAP₃粒子不易与肝癌细胞膜结合，因而很少进入肝癌细胞。通过Fluo-3荧光探针标记细胞内游离Ca²⁺，经荧光显微镜观察，HAP₁纳米粒子使肝癌细胞的荧光增强，这说明HAP₁纳米粒子进入肝癌细胞后，胞浆成份促进其降解。通过Feulgen染色、AgNOR染色以及免疫细胞化学PCNA染色，光镜观察以及图像分析软件的定量测定，HAP₁纳米粒子使肝癌细胞的平均细胞核DNA含量下降、核仁内AgNOR数量减少以及PCNA表达减弱，从分子生物学角度证实了HAP₁纳米粒子体外抑制肝癌细胞的作用，同时也揭示了HAP₁纳米粒子的抑癌机理①通过抑制DNA合成，主要是通过抑制DNA合成过程中所需的DNA聚合酶PCNA的活性，干扰DNA的合成；②通过抑制rDNA的转录活性，抑制rRNA的合成，进一步抑制细胞内蛋白质的合成；③通过抑制PCNA的活性，影响细胞增殖周期的顺利进行，延长细胞增殖时间。流式细胞术检测结果也证实肝癌细胞被阻滞于增殖周期的G1期。通过形态学观察以及定量测试方法，可知HAP₁纳米粒子体外抗肝癌作用缓慢，并不能快速杀死肝癌细胞，而首先是作为一种抑制肝癌细胞增殖作用的药物，通过逐渐影响其功能，最终导致细胞死亡。推测HAP₁纳米粒子是通过其降解产物以及粒子本身共同影响细胞的功能，表现出肝癌细胞由局部到整体的超微结构变化，最终诱导肝癌细胞以非程序性死亡的方式死亡—胀亡。成功建立了符合肝癌形态学特征的人肝癌裸鼠移植瘤模型，采用瘤内局部注射途径，HAP₁纳米粒子能明显抑制肝癌移植瘤生长，治疗1周和2周的抑瘤率分别为77.21％和51.32％。能明显延长荷瘤鼠的生存时间。对肝癌移植瘤组织做石蜡切片，Feulgen染色、AgNOR染色以及免疫组织化学PCNA染色，通过光镜观察和图像分析软件定量测定，HAP₁纳米粒子使移植瘤组织肝癌细胞的平均核DNA含量下降、核仁内AgNOR数量减少以及PCNA表达减弱，从分子生物学角度证实HAP₁纳米粒子能明显抑制移植瘤的肝癌细胞增殖，同时也揭示了抑制机理。通过电镜观察发现移植瘤组织的肝癌细胞内有HAP₁纳米粒子，推测其与进入体外培养肝癌细胞的方式相同，并在胞质内降解，可能同样是以降解产物及粒子本身影响细胞的功能，最终导致移植瘤组织的肝癌细胞死亡。由于体内是实体瘤组织，HAP₁纳米粒子在肝癌组织的浓度高低分布不同，诱导肝癌细胞以程序性以及非程序性两种方式死亡—凋亡及胞体割裂。总之，HAP₁纳米粒子体内抗肝癌的机理是：首先，①抑制肝癌细胞增殖，通过抑制DNA合成，主要是抑制DNA合成过程中所需的DNA聚合酶PCNA的活性，干扰DNA的合成。通过抑制rDNA的转录活性，抑制rRNA的合成，进一步抑制蛋白质的合成。通过抑制PCNA的活性，阻滞细胞增殖周期。最终起到明显抑制肝癌细胞增殖的作用；②可能也具有诱导肝癌细胞分化的作用；③肝癌细胞被诱导以凋亡和胞体割裂两种方式死亡。