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目的:探讨近红外光照射下纳米硫化铜对人宫颈癌细胞(HeLa细胞)的光热杀伤作用,并对其机制进行初步探索。 方法:以牛血清白蛋白(BSA)为生物模板合成纳米硫化铜(BSA-CuS NPs),并对其进行表征分析。采用CCK-8法检测不同浓度BSA-CuS NPs溶液(1.5,3,6,12,24,48μg/mL)对HeLa细胞和人皮肤成纤维细胞(HSF细胞)的毒性。将清洁级成年雄性昆明小鼠按体重随机分为6组,尾静脉注射不同剂量的BSA-CuS NPs溶液(0,6,12,18,24,30mL/kg),14天后用HE染色观察肝脾肾损伤情况。CCK-8法检测不同功率密度近红外线激光(0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8,2.0W/cm2)在有无BSA-CuS NPs溶液处理下对HeLa细胞活力的影响。将HeLa细胞分为对照组、硫化铜组、光照组和联合(硫化铜+光照)组,其中BSA-CuS NPs溶液的浓度为24μg/mL,近红外线激光的功率密度为1.0W/cm2。采用光学显微镜、流式细胞仪(FCM)和TUNEL实验测定不同处理组细胞的凋亡状况。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)细胞内热休克蛋白70(HSP70)的含量,FCM检测细胞内活性氧(ROS)的产生水平,酶标仪检测细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的表达水平。免疫蛋白印迹法(Western-blot)分析Bax、Bcl-2、Cleaved Caspase3和细胞色素c(Cyt-c)蛋白的表达变化;q-PCR分析BRIC5基因和TP53基因的相对表达量。 结果:BSA-CuS NPs为直径26.25±1.86nm的片状结构,紫外线可见吸收峰位于980nm,X射线衍射(XRD)图谱与六方晶系结构硫化铜的标准图谱一致。升温曲线说明BSA-CuS NPs溶液较超纯水升温效果更加明显,呈现光照强度依赖性。24μg/mL浓度范围内培养72h,BSA-CuS NPs溶液对HeLa细胞和HSF细胞的活力无明显影响。健康成年雄性昆明小鼠尾静脉注射不同剂量BSA-CuS NPs溶液后,没有出现死亡,两周后处死小鼠,HE观察肝脾肾没有出现明显损伤。BSA-CuS NPs溶液处理过的HeLa细胞在激光照射下的细胞活力明显低于单纯的激光照射(P<0.05)。细胞经过不同处理后,联合组细胞凋亡状况明显增强,且差异有统计学意义(P<0.05)。联合组HSP70的表达量明显高于其他组,差异有统计学意义(P<0.05);联合组可诱导细胞内SOD、GSH-Px水平降低,ROS水平升高,与其余三组相比较差异有统计学意义(P<0.05);联合组Cyt-c和Cleaved Caspase3的表达量以及Bax/Bcl-2比值较其余三组显著增加,差异有统计学意义(P<0.05);联合组抗凋亡基因BRIC5明显下调,促凋亡基因TP53明显增加,差异有显著性(P<0.05)。 结论:纳米硫化铜联合近红外激光照射对HeLa细胞具有光热杀伤效应,其可能机制与自由基产生和线粒体凋亡途径有关。