超顺磁性三氧化二铁纳米粒子进入吞噬细胞RAW264.7的途径、代谢归宿和生物学效应_图文

1、 中国科学：生命科 学 年 第 卷 第 期 在 一定 时间和剂 量范 围 内并不 明显诱 发细胞 的氧化应激 毒性反应 ， 有很好 的细胞 相容性 具 结果甚至显 示 可 以轻微增加 的细 胞活力 等 人 的研 究也发现 可 以通过 而维持 了胞 内铁正 常水平但未 引起 的降解 有 研 究报道胞 内铁升高 可 以直接上 调 的基 因 转 录 ， ，本 研 究 结 果 也 显 示 细 胞 内 降低 细胞 内 浓度 影 响细胞 周期控制 分子使细胞 周 期 加 速进 而 增 加 了人 间充质 干 细 胞（ 的活 ） 水平升高 ， 未见蛋 白水平变 化， 但 具体机制还 需进一步 研究探 讨，其可

2、能机制 包括 ： 基 因转 录和翻 译调节机 制 的差 异，转录后调 节，蛋 白质 的周 转（ ） ，以及 表达水平 的 日节律 等研 究普遍认 为细胞 内铁经 种途径代 谢： 铁离 （） 子参 与多种代谢 过程和 生理活动 ； 贮存 于铁 蛋 白； （） （） 放至 细胞外 也有研 究发现 铁修饰 的 巨噬细 释 胞 可 以排 出铁 蛋 白至胞 外 结果 显 示， 修饰 的 细胞也可 以将 铁排至细 胞 外，可能通过 或 的形式，甚至完 整的 经胞吐排 出细胞 综上所述，本研 究对磁性纳 米粒子 进入 力依据 以上研 究，可 以排 除在细胞培 养基 中测到 的 铁主 要是来 自坏 死的细胞，

3、提示 细 胞可能 会 以胞 吐 的方 式 将 排 至 胞 外 的结构通 常是 以氧化铁 纳米粒 子作 为核 心，经 由各种表面修 饰而得 到的 究普遍 认为 内化 研 的磁 性 纳米 粒 子在 细胞 内被 降解 ，铁 离子 被释 放 至 胞 内铁 代谢 库 ， 铁是 细 胞进 行 正 常 生理 活动 而 必不可少 的元素，如果铁过 多会 引起 生成增 多 从 而导致细 胞损伤 因此 ，细胞 内有 严格 的调 控机制 来 调节铁 的摄 取、运 输、贮存及 利用，从而 维持细胞 内 铁 处 于 稳 态 水 平 ，铁 调 节 蛋 白（ ， ，包括 和 ） 是维持铁稳态 的关 键调 控者，通过 与铁代

4、谢相关 蛋 白 非 翻译 区 巨噬细胞 的入胞方式 、胞 内定位 、代谢途 径 和细胞效 应进行 了系统研 究结果表 明，巨噬细胞 对 纳米 粒子 的摄 取过 程 并不 是 由一条 内吞信 号转 导 通 路 介 导，而 是 多条 内吞 信 号转 导通 路 都参 与 或联 合 作用完成 的 除 了可 影响与细胞铁 代谢有关 的一些蛋 白质 的表达 外，其细胞 毒性很低，细 胞相容 性 很 高这 些 结果 为今 后研 究磁 性纳 米 粒子 的代 谢 动 力 学或 生物 学 效应 提供 了启示 本研 究也 提 出 了 进 一步 的科 学 问题 ：细胞 为何 应 用如 此 复杂 的 多元 的铁 反应

5、组件 （ 结合 ， ， ） 调节 相关蛋 白的表 达 起初假 设 降解 产生 的铁 进 入 细 胞 内铁 代 谢 库 ，增 多 的 细 胞 内 铁 引 起 降解 进而使其 与 结 合活性 降低，从 而使 表 达 增 加 而 本 研 究 发 现 进 入 细 胞 的 经降解可进入 细胞 的铁代 谢库，但 在 蛋 白质和 水 平未见 明显 改变入胞 的 对 信 号通路 来 吞 噬纳米 粒 子？这 是否 也暗 示 了一个 新 的 生物 学定律 ，即当细 胞遭 遇 到外来 “ 异物” 入侵 时， 细胞 将动 员 所有 可 能的 能力和 机 制来“ 付” 一 外 对 这 来入侵者 （ 例如 纳米粒子） ？

6、不 同的内吞信 号通路 的相 互 关 系是什 么？这些 重 要 的科 学 问题 需要 进一 步 的 研 究来解答 的表 达无显著 影响 的可 能解 释有： 的合 成 直 接 与 细 胞 内 铁 水 平 相 耦 联 ，其 预 先 存 在 的 及升 高 的 可快速合成 ， 而 胞 内 降解产 生的铁与 直接结合 ， 从 致谢 感谢东南大学生物科学和医学工程学院的熊飞博士和张勇博士为该研究提供纳米材料 感谢新加坡国立大 学的 博士在论文修改中的帮助 参考文献 张可 华，郭丽丽，蔡哲 ， 等 硅化超顺 磁氧 化铁纳 米颗粒 标记人 羊膜 间充质 细胞 的效率及 其对 细胞增殖 的影 响中国科学 ： 生

7、命 科 学 ， ： ， ， ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： 谷婧丽等：超顺磁 性三 氧化二铁纳米粒子进入吞噬细胞 的途径 、代谢 归宿和生物学效应 ， ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， ， ， ， 。 ： ） ， ， ， （ ： ） （ ？ ， ： （ ） ， ， ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： ， ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， ， ： ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： ， ： ， ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： ， ， 一 ， ， ： ， ， ： ： ， ， ， ： ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ， ， ： ： ； ， ： ， ， ： ， ， ： ， ： ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ： ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， ， ， ， ， ，一 ， ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： 一 ， ： 中 国科 学 ：生 命科 学 年 第 卷 第 期 ， ， ， ： ： ， ， ： 。 ， ， ： ， ， ， ： ， ， ， ， ： ： ， ， ， ， ： ， ， ， （ ） ，