納米氧化鋅具有極強的抗氧化性、抗腐蝕性、光催化性和獨特的抗紫外線性，使其在光電學、橡膠工業(yè)、日用化工、食品添加劑、生物醫(yī)學等方面應用廣泛。納米氧化鋅可通過皮膚、呼吸道或消化道進入生物體并在體內積蓄，但機體很難排除這類微小物質，因此潛在一定的生物毒性效應，對其生物安全性的研究已成為目前的研究熱點。
為了探討納米氧化鋅是否具有肝腎細胞毒性，本研究以人正常肝細胞HL-7702和人胚腎細胞HEK293為研究對象，首先通過形態(tài)學觀察、MTT(噻唑鹽)比色法來檢測納米氧化鋅對細胞活性的影響，然后通過單細胞凝膠電泳和微核試驗檢測其誘導的單鏈DNA斷裂程度和染色體損傷程度。檢測細胞內活性氧水平(包括GSH、MDA和SOD水平)，考馬斯亮藍法測定蛋白質羰基含量來探討納米氧化鋅對細胞的氧化損傷作用及可能機制。同時，利用DNA-laddering法來研究納米氧化鋅誘導的細胞凋亡作用。一、納米氧化鋅對HL-7702及HEK293細胞的毒性作用研究通過透射電鏡確定納米氧化鋅粒子粒徑分布，制備成不同濃度的含氧化鋅培養(yǎng)液與人正常肝細胞HL-7702及人胚腎細胞HEK293接觸培養(yǎng)，通過倒置顯微鏡觀察其形態(tài)，采取MTT法檢測細胞毒性，計算相對增值率(RGR)，并進行毒性評價。形態(tài)學觀察結果顯示，高劑量納米氧化鋅粒子作用細胞對細胞形態(tài)的影響更為明顯，可導致細胞形態(tài)變化，細胞凋亡或壞死。MTT法進行細胞毒性檢測結果表明，對于HL-7702和HEK293細胞，當納米氧化鋅粒子濃度分別達到10μg/mL和25μg/mL時，納米氧化鋅實驗組與對照組組相比出現顯著性差異(P<0.05)，并表現出濃度-效應關系。
二、納米氧化鋅對HL-7702及HEK293細胞的遺傳毒性探討納米氧化鋅對人肝腎細胞的遺傳毒性效應，采用不同濃度納米氧化鋅10、25、50、75和100μg/mL對分別對HL-7702和HEK293細胞進行染毒12h，24h和48h后，用單細胞凝膠電泳技術檢測細胞的DNA的損傷程度。并采用微核試驗檢測染毒后雙核細胞的微核發(fā)生率，以期得出納米氧化鋅體外遺傳毒性。結果顯示，納米氧化鋅染毒肝腎細胞后，隨著培養(yǎng)基中納米氧化鋅濃度的增加，與對照組相比，高劑量染毒組細胞頭部DNA含量(Head DNA%)顯著降低，尾部DNA含量(Tail DNA%)、尾矩(Tail Moment)、Olive尾矩(Olive Tail Moment)數值顯著升高(P＜0.05)；微核試驗發(fā)現染毒組的微核率顯著升高。研究結果提示，高濃度的納米氧化鋅可引起人肝胚腎細胞DNA和染色體水平損傷，表現出遺傳毒性效應，認為其對細胞DNA的損傷個的納米氧化鋅致體外細胞毒性的主要機制之一。
三、納米氧化鋅致HL-7702及HEK293細胞氧化損傷作用的研究驗證納米氧化鋅是否致使HL-7702及HEK293細胞產生氧化損傷作用，采用不同濃度的納米氧化鋅10、25、50、75和100μg/mL對細胞進行染毒處理，24h后收集細胞，檢測其谷胱甘肽GSH、丙二醛MDA和超氧化物歧化酶SOD水平，探討細胞內氧化應激水平，并通過檢測蛋白質羰基含量來反映納米材料對蛋白質的氧化損傷作用。結果表明，在納米氧化鋅處于一定劑量范圍內(≤100μg/mL)，納米氧化鋅處理組總SOD和GSH酶活力降低，而MDA含量增加，且呈現一定的劑量-效應關系，在高濃度納米氧化鋅組中蛋白質羰基含量與對照組相比有顯著性的升高(P<0.05)。進一步證實納米氧化鋅可對人肝腎細胞產生明顯氧化損傷作用，并認為氧化損傷是納米氧化鋅導致細胞毒性的主要機制之一。
四、納米氧化鋅致HL-7702及HEK293細胞凋亡作用的研究采用DNA-ladder法探討納米氧化鋅對人肝腎細胞凋亡作用的影響，結果表明：納米氧化鋅處理細胞后進行的DNA電泳圖顯示，DNA在100-200bp發(fā)生不同程度的特異性斷裂，出現較明顯的DNA ladder片段，提示納米氧化鋅能誘導人肝腎細胞發(fā)生凋亡作用。納米氧化鋅誘發(fā)的細胞凋亡可能是發(fā)生細胞毒性的機制之一，其有關機理還有待進一步研究。
