【摘 要】
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金磁纳米复合颗粒是由金和氧化铁组分形成的复合材料,兼具纳米金和纳米磁性微粒二者的特性,在多模成像、药物载体、肿瘤治疗等生物医学领域具有广阔的应用前景。血管内皮细胞是位于血管腔内侧的扁平细胞,遍布全身血管各处,在生物体中具有形成血管屏障、参与炎症反应、维持血管张力、调节血管新生与修复、调节平滑肌细胞生长等一系列重要功能。金磁纳米复合颗粒与血管内皮细胞接触后会引起内皮细胞产生一系列生物效应。不同形貌、
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金磁纳米复合颗粒是由金和氧化铁组分形成的复合材料,兼具纳米金和纳米磁性微粒二者的特性,在多模成像、药物载体、肿瘤治疗等生物医学领域具有广阔的应用前景。血管内皮细胞是位于血管腔内侧的扁平细胞,遍布全身血管各处,在生物体中具有形成血管屏障、参与炎症反应、维持血管张力、调节血管新生与修复、调节平滑肌细胞生长等一系列重要功能。金磁纳米复合颗粒与血管内皮细胞接触后会引起内皮细胞产生一系列生物效应。不同形貌、不同电荷、不同聚合物修饰的金磁纳米颗粒可能会使内皮细胞产生不同的生物效应。因此,以四氧化三铁纳米颗粒（Fe3O4-NPs）作为参照,本课题研究了核壳金磁（core-shell Au/Fe3O4 composite nanoparticles,CSNPs）、聚苯乙烯磺酸盐（PSS）修饰的核壳金磁（CSNPs-PSS）、聚丙烯酸（PAA）修饰的核壳金磁（CSNPs-PAA）、花瓣金磁（flower-like Au/Fe3O4 composite nanoparticles,FLNPs）等不同修饰、不同电荷、不同形貌的金磁纳米颗粒对内皮细胞功能的影响。首先,本研究制备了FLNPs,并将其与CSNPs、CSNPs-PSS、CSNPs-PAA、Fe3O4-NPs一起进行表征,以确定后续实验中对细胞功能造成影响的纳米材料的理化性质。随后对磁性纳米颗粒表面蛋白冠的形成进行了初步分析。结果表明,在含有10%血清的培养基中孵育,Fe3O4-NPs表面吸附的蛋白质最多,其后依次为FLNPs、CSNPs、CSNPs-PSS、CSNPs-PAA;在仅含有细胞分泌蛋白质的培养基中孵育时,CSNPs-PAA吸附的蛋白质较多,其后依次为CSNPs、CSNPs-PSS、Fe3O4-NPs、FLNPs。该结果表明磁性纳米颗粒表面的修饰物影响磁性纳米颗粒表面蛋白冠的形成,同时蛋白冠的形成还受环境中蛋白质种类的影响。随后研究了不同磁性纳米颗粒对内皮细胞功能的影响。首先检测了磁性纳米材料对内皮细胞的活性影响。实验结果表明五种磁性纳米颗粒浓度在高达200μg/m L时对细胞没有毒性产生,有良好的生物相容性。通过普鲁士蓝染色实验研究内皮细胞对纳米颗粒的吸附与内吞。内皮细胞对纳米材料的吸附实验证明在有血清的培养基下培养时b End.3细胞对CSNPs-PAA的吸附最多,其次为Fe3O4-NPs与FLNPs,对CSNPs与CSNPs-PSS的吸附最弱。结果表明纳米材料表面的不同修饰会影响内皮细胞对纳米材料的吸附。无血清培养下细胞对所有磁性颗粒的吸附作用均有增强。表明环境中的蛋白质会与磁性纳米颗粒结合形成蛋白冠,影响内皮细胞对磁性纳米颗粒的吸附,并且来自于细胞分泌的蛋白质与磁性纳米颗粒结合形成蛋白冠能够促进内皮细胞对磁性纳米材料的吸附作用。纳米颗粒对内皮细胞的迁移影响实验表明CSNPs-PAA与Fe3O4-NPs在200μg/ml浓度时会抑制内皮细胞迁移。该结果与吸附实验结果一致,表明内皮细胞对磁性纳米颗粒的吸附抑制了内皮细胞的迁移。进一步研究了五种磁性纳米颗粒对内皮细胞炎症因子与细胞间紧密连接蛋白表达的影响,结果表明FLNPs、Fe3O4-NPs、CSNPs-PAA能够不同程度的引起内皮细胞白细胞介素6（IL-6）、血管细胞黏附因子-1（VCAM-1）、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）等炎症因子表达上升,并降低内皮细胞紧密连接蛋白ZO-1、Claudin-5的表达,CSNPs与CSNPs-PSS对这些蛋白表达没有影响。该结果表明,磁性纳米材料的结构与修饰影响内皮细胞炎症因子与细胞间紧密连接蛋白的表达。结合文献报导,MCP-1的高表达会引起内皮细胞紧密连接蛋白表达被抑制,影响内皮细胞层的通透性。通过ELISA进一步验证FLNPs能够显著促进内皮细胞MCP-1的表达,其次为Fe3O4-NPs与CSNPs-PAA。结合文献可推测,FLNPs、Fe3O4-NPs与CSNPs-PAA能够促进细胞MCP-1的表达,抑制细胞间紧密连接蛋白的表达,增加内皮细胞的通透性。
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