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背景:已有报道表明纳米级的Fe2O3产生的细胞毒性与细胞的脂质过氧化存在一定的联系。氧化铁纳米粒子是否对巨噬细胞产生毒性,其毒性机制与氧化作用有何关联?目的:观察不同浓度Fe2O3纳米粒子对巨噬细胞的氧化损伤作用。设计:观察对比实验。单位:东南大学公共卫生学院。材料:RAW264.7细胞为小鼠腹腔巨噬细胞,购自中国科学院上海细胞所。Fe2O3纳米粒子(30nm)悬浮液由东南大学生物医学工程系制备提供。实验前先进行预处理:将Fe2O3纳米粒子悬浮液置60℃水浴中10h,然后37℃水浴过夜。如此反复3次,灭菌处理。小瓶分装,4℃保存。DMEM高糖培养液(美国Gibco公司);胰蛋白酶(美国Difco公司,进口分装);新生牛血清(杭州四季青公司);过氧化氢、羟自由基、超氧阴离子自由基、乳酸脱氢酶、超微量ATP酶和考马斯亮蓝蛋白含量测定试剂盒(南京建成生物技术公司)。方法:实验于2006-03/07在东南大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系实验室完成。RAW264.7细胞用DMEM培养基于37℃、体积分数为0.05的CO2培养箱中进行培养。每日用倒置显微镜观察细胞生长情况,取生长状态良好的对数生长期细胞进行试验。①细胞中氧自由基的检测:将密度为1.5×105L-1的巨噬细胞接种于24孔培养板,每孔1mL,37℃、体积分数为0.05的CO2培养箱中培养24h后,以质量浓度为1.0700、0.5350和0.2675g/L的Fe2O3纳米粒子(30nm)悬浮液染毒细胞为纳米粒子干预组,并设生理盐水为溶剂对照组,24h后终止培养,染毒结束后,低温条件下用玻璃匀浆器破碎细胞,按试剂盒说明,分别测定细胞中过氧化氢、羟自由基、超氧阴离子自由基。②培养液中乳酸脱氢酶活性及膜ATP酶活性的测定:纳米粒子干预组及对照组干预方法同上,染毒结束后,检测培养液中乳酸脱氢酶活性及膜ATP酶活性,乳酸脱氢酶活性的检测采用南京建成生物工程研究所提供的试剂盒,严格按照说明书进行操作。膜ATP酶活性的检测采用低温条件下用玻璃匀浆器破碎细胞,按试剂盒说明检测膜Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性。主要观察指标:①不同质量浓度Fe2O3纳米粒子对细胞过氧化氢、羟自由基和超氧阴离子的影响。②乳酸脱氢酶活性、膜Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性检测结果。结果:①Fe2O30.2675,0.5350,1.0700g/L纳米粒子干预组羟自由基水平高于溶剂对照组[(0.605±0.066),(0.410±0.080),(0.764±0.051),(0.285±0.057)mkat/g,P<0.05],超氧阴离子自由基高于溶剂对照组[(9.935±1.159),(8.912±0.131),(13.479±0.752),(5.635±0.475)μkat/g,P<0.05],Fe2O31.0700g/L过氧化氢水平高于溶剂对照组[(14.695±2.815),(2.397±0.399)mmol/L,P<0.05]②Fe2O3纳米粒子在实验浓度范围内,能够引起培养液中乳酸脱氢酶活性显著升高(P<0.05)。Fe2O3纳米粒子对细胞膜Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性均产生影响,且随着Fe2O3纳米粒子染毒剂量增加,Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性逐渐降低,与对照组比较,差异均具有显著性(P<0.05)。结论:Fe2O3纳米粒子剂量增加导致细胞内过氧化氢、羟自由基、超氧阴离子自由基增多,从而使细胞膜通透性增加,膜Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性受到抑制。