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不同粒径SiO2颗粒诱导BEAS-2B细胞凋亡的研究
目的 探讨不同粒径二氧化硅(silica particles,SiO2)颗粒对支气管上皮细胞凋亡的诱导作用,进一步阐明SiO2颗粒粒径相关的毒作用机制.方法 以体外培养的支气管上皮细胞(Bronchial epithelial cells,BEAS-2B)为模型,随机分为对照组和SiO2(Nano-Si40、Nano-Si60和Si200)颗粒暴露组,暴露浓度为6.25、12.5和25 μg/ml.采用透射电子显微镜(TEM)观察3种SiO2颗粒粒径、形貌特征及分散稳定性.细胞处理24 h后,采用MTT比色法测定细胞存活率;采用乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)法测定细胞膜的完整性;TEM观察SiO2颗粒摄取;采用倒置荧光显微镜观察4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)染色后细胞核的形态;Annexin V/PI双染标记后采用流式细胞术(flow cytometry,FCM)检测细胞凋亡的情况.结果 电子显微镜结果显示3种SiO2颗粒分布均匀,大小均一,颗粒呈圆形或椭球形,分散性良好,未发生明显聚集.Image J软件计算颗粒平均粒径分别为41.26±3.78、61.51±7.93和206.31±18.70 nm.与对照组相比,SiO2颗粒作用BEAS-2B细胞24 h后,细胞存活率下降(P＜0.05);细胞培养液中LDH活力明显升高(P＜0.05);3种SiO2颗粒均能够被BEAS-2B细胞摄取,大量的粒子以单个粒子或以膜包裹的聚集状态分布在胞质中,呈核周分布的现象;DAPI染色细胞核出现核固缩、核碎裂和染色质凝聚边缘化等典型的凋亡细胞核形态;3种SiO2颗粒均能诱导细胞凋亡发生,且随着颗粒浓度的增加和粒径的减小,凋亡率逐渐升高.结论 SiO2颗粒可被BEAS-2B细胞摄取,降低细胞存活率,进而破坏细胞膜完整性,终诱导细胞凋亡发生,且具有明显的剂量和粒径依赖趋势.
