纳米科技的高速发展使得纳米材料被越来越多的应用在各个领域。磁性纳米颗粒因其独特的性质,在生物医学、工业、农业、军事等领域的应用受到人们广泛的关注。随着接触机会的增多,其对人体的潜在危害引起各方面的格外关注。　　 本研究以人肝癌细胞BEL-7402细胞为模型,分别研究了Fe3O4,OA-Fe3O4和C-Fe三种磁性纳米材料的细胞毒性及其产生的机理,并对诱导的细胞凋亡通路进行了研究。主要结果如下:　　 1.利用透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱、Zeta粒径分析对本试验选取的磁性纳米颗粒进行表征分析,结果表明:三种颗粒粒径均为10 nm且粒径分布均一;杂质含量少,纯度较高,达99.89％以上;Fe3O4,OA-Fe3O4和C-Fe纳米颗粒Zeta电位分别为:14.4,4.7和23.4 mV。　　 2.通过倒置显微镜及TEM观察显示:三种磁性纳米颗粒与细胞共培养6 h,即可通过胞吞作用进入BEL-7402细胞,并以团块的形式聚集在细胞溶酶体内。0.5 mg/mL处理24 h,细胞出现线粒体肿胀(峭减少或消失)、细胞核染色质凝集、凋亡小体形成等典型凋亡症状。　　 3.WST-1和MTT结果显示:WST-1方法更适合于磁性纳米材料的细胞毒检验。三种磁性纳米颗粒对细胞活性的影响存在剂量依赖关系。细胞增殖抑制作用大小分别为C-Fe＞Fe3O4＞OA-Fe3O4。结果推测,可能与细胞表面电荷不同引起的细胞内吞量不同有关。同时,随着作用时间的延长,细胞增殖率出现两极化,即低剂量处理组细胞增殖能力随作用时间的延长而有所恢复,而高剂量组的细胞增殖抑制作用进一步增加。　　 4.运用流式细胞分析术对细胞周期及凋亡进行分析结果表明:细胞毒性改变的原因一方面是因为Fe3O4和OA-Fe3O4将细胞阻滞在G1期,而C-Fe则将细胞阻滞在G2期,细胞周期的阻滞阶段不同可能与材料表面修饰不同有关。另一方面是这三种磁性纳米颗粒诱导了细胞凋亡的产生。同时随着作用时间的延长,受损较轻的细胞在损伤修复后能继续完成细胞周期的其他期进而恢复增殖;而无法修复损伤的细胞则直接从被阻滞的细胞周期中激活凋亡,细胞走向死亡,细胞增殖抑制进一步加深。　　 5.运用流式细胞术、Western blot、和化学显色法分别分析了线粒体膜电位丢失、细胞质Bax和线粒体细胞色素C蛋白表达以及Caspase-3活性改变。结果表明:三种磁性纳米材料能使BEL-7402细胞促凋亡蛋白Bax表达上调,过表达的Bax锚定到线粒体膜上,通过打开线粒体膜孔或独自在线粒体膜上形成孔道使线粒体膜通透性增加,从而线粒体膜电位降低,进一步使原本仅存在于线粒体内外膜间隙间的促凋亡蛋白细胞色素C被释放入细胞质中而造成线粒体内含量下降。进入胞浆中的细胞色素C进一步激活Caspase级联反应,最终活化Caspase-3蛋白酶,引起细胞凋亡的不可逆发生。　　 上述试验证明:三种磁性纳米颗粒诱导BEL-7402细胞凋亡是通过线粒体介导的凋亡通路实现的。同时,凋亡程度受作用剂量及材料不同的影响而不同。即随着作用剂量的增加,细胞凋亡程度加重;相同作用剂量下,凋亡诱导程度大小依次为C-Fe＞Fe3O4＞OA-Fe3O4。与WST-1以及细胞周期、凋亡结果相吻合。