碳纳米管在电子技术、生物医学以及环境治理等领域存在着广泛的应用前景,同时需要关注其对人类和环境的不良健康效应。本课题系统研究了单壁碳纳米管(SWCNTs)对于巨噬细胞的毒性效应、致毒分子机理、及其对细胞器和细胞生理功能的影响。分别以小鼠巨噬细胞RAW264.7和原代腹腔巨噬细胞为模型,研究了SWCNTs的免疫细胞毒性及分子机制。首先用混酸处理得到具有良好水分散性的CNTs(AF-SWCNTs)。利用荧光示踪以及TEM发现其在细胞内大多分布于细胞质,在溶酶体中大量存在。荧光探针和基因表达分析发现AF-SWCNTs对蛋白酶体和线粒体也有损伤作用,并抑制巨噬细胞的吞噬和辅助细胞功能,同时诱导IFN-r和TNF的分泌促使T细胞向Th1细胞分化。用基因芯片技术揭示了受AF-SWCNTs影响的全基因组表达谱的变化,发现10-50 ug/mL AF-SWCNTs 影响了细胞的线粒体、蛋白酶体等细胞器以及细胞周期/凋亡等多个信号通路的基因表达。本课题首次系统研究了SWCNT本身对免疫系统的损伤作用及其分子机制,排除了杂质(如金属杂质等)的干扰,为SWCNT的生物应用安全性评价提供了客观的科学依据。
英文主题词SWCNT; Macrophages; Toxic mechanism; Functional analysis; Microarray