超順磁性三氧化二鐵納米粒子進(jìn)入吞噬細(xì)胞RAW264.7的途徑、代謝歸宿和生物學(xué)效應(yīng)_圖文

1、 中國科學(xué)：生命科 學(xué) 年 第 卷 第 期 在 一定 時(shí)間和劑 量范 圍 內(nèi)并不 明顯誘 發(fā)細(xì)胞 的氧化應(yīng)激 毒性反應(yīng) ， 有很好 的細(xì)胞 相容性 具 結(jié)果甚至顯 示 可 以輕微增加 的細(xì) 胞活力 等 人 的研 究也發(fā)現(xiàn) 可 以通過 而維持 了胞 內(nèi)鐵正 常水平但未 引起 的降解 有 研 究報(bào)道胞 內(nèi)鐵升高 可 以直接上 調(diào) 的基 因 轉(zhuǎn) 錄 ， ，本 研 究 結(jié) 果 也 顯 示 細(xì) 胞 內(nèi) 降低 細(xì)胞 內(nèi) 濃度 影 響細(xì)胞 周期控制 分子使細(xì)胞 周 期 加 速進(jìn) 而 增 加 了人 間充質(zhì) 干 細(xì) 胞（ 的活 ） 水平升高 ， 未見蛋 白水平變 化， 但 具體機(jī)制還 需進(jìn)一步 研究探 討，其可

2、能機(jī)制 包括 ： 基 因轉(zhuǎn) 錄和翻 譯調(diào)節(jié)機(jī) 制 的差 異，轉(zhuǎn)錄后調(diào) 節(jié)，蛋 白質(zhì) 的周 轉(zhuǎn)（ ） ，以及 表達(dá)水平 的 日節(jié)律 等研 究普遍認(rèn) 為細(xì)胞 內(nèi)鐵經(jīng) 種途徑代 謝： 鐵離 （） 子參 與多種代謝 過程和 生理活動(dòng) ； 貯存 于鐵 蛋 白； （） （） 放至 細(xì)胞外 也有研 究發(fā)現(xiàn) 鐵修飾 的 巨噬細(xì) 釋 胞 可 以排 出鐵 蛋 白至胞 外 結(jié)果 顯 示， 修飾 的 細(xì)胞也可 以將 鐵排至細(xì) 胞 外，可能通過 或 的形式，甚至完 整的 經(jīng)胞吐排 出細(xì)胞 綜上所述，本研 究對(duì)磁性納 米粒子 進(jìn)入 力依據(jù) 以上研 究，可 以排 除在細(xì)胞培 養(yǎng)基 中測到 的 鐵主 要是來 自壞 死的細(xì)胞，

3、提示 細(xì) 胞可能 會(huì) 以胞 吐 的方 式 將 排 至 胞 外 的結(jié)構(gòu)通 常是 以氧化鐵 納米粒 子作 為核 心，經(jīng) 由各種表面修 飾而得 到的 究普遍 認(rèn)為 內(nèi)化 研 的磁 性 納米 粒 子在 細(xì)胞 內(nèi)被 降解 ，鐵 離子 被釋 放 至 胞 內(nèi)鐵 代謝 庫 ， 鐵是 細(xì) 胞進(jìn) 行 正 常 生理 活動(dòng) 而 必不可少 的元素，如果鐵過 多會(huì) 引起 生成增 多 從 而導(dǎo)致細(xì) 胞損傷 因此 ，細(xì)胞 內(nèi)有 嚴(yán)格 的調(diào) 控機(jī)制 來 調(diào)節(jié)鐵 的攝 取、運(yùn) 輸、貯存及 利用，從而 維持細(xì)胞 內(nèi) 鐵 處 于 穩(wěn) 態(tài) 水 平 ，鐵 調(diào) 節(jié) 蛋 白（ ， ，包括 和 ） 是維持鐵穩(wěn)態(tài) 的關(guān) 鍵調(diào) 控者，通過 與鐵代

4、謝相關(guān) 蛋 白 非 翻譯 區(qū) 巨噬細(xì)胞 的入胞方式 、胞 內(nèi)定位 、代謝途 徑 和細(xì)胞效 應(yīng)進(jìn)行 了系統(tǒng)研 究結(jié)果表 明，巨噬細(xì)胞 對(duì) 納米 粒子 的攝 取過 程 并不 是 由一條 內(nèi)吞信 號(hào)轉(zhuǎn) 導(dǎo) 通 路 介 導(dǎo)，而 是 多條 內(nèi)吞 信 號(hào)轉(zhuǎn) 導(dǎo)通 路 都參 與 或聯(lián) 合 作用完成 的 除 了可 影響與細(xì)胞鐵 代謝有關(guān) 的一些蛋 白質(zhì) 的表達(dá) 外，其細(xì)胞 毒性很低，細(xì) 胞相容 性 很 高這 些 結(jié)果 為今 后研 究磁 性納 米 粒子 的代 謝 動(dòng) 力 學(xué)或 生物 學(xué) 效應(yīng) 提供 了啟示 本研 究也 提 出 了 進(jìn) 一步 的科 學(xué) 問題 ：細(xì)胞 為何 應(yīng) 用如 此 復(fù)雜 的 多元 的鐵 反應(yīng)

5、組件 （ 結(jié)合 ， ， ） 調(diào)節(jié) 相關(guān)蛋 白的表 達(dá) 起初假 設(shè) 降解 產(chǎn)生 的鐵 進(jìn) 入 細(xì) 胞 內(nèi)鐵 代 謝 庫 ，增 多 的 細(xì) 胞 內(nèi) 鐵 引 起 降解 進(jìn)而使其 與 結(jié) 合活性 降低，從 而使 表 達(dá) 增 加 而 本 研 究 發(fā) 現(xiàn) 進(jìn) 入 細(xì) 胞 的 經(jīng)降解可進(jìn)入 細(xì)胞 的鐵代 謝庫，但 在 蛋 白質(zhì)和 水 平未見 明顯 改變?nèi)氚?的 對(duì) 信 號(hào)通路 來 吞 噬納米 粒 子？這 是否 也暗 示 了一個(gè) 新 的 生物 學(xué)定律 ，即當(dāng)細(xì) 胞遭 遇 到外來 “ 異物” 入侵 時(shí)， 細(xì)胞 將動(dòng) 員 所有 可 能的 能力和 機(jī) 制來“ 付” 一 外 對(duì) 這 來入侵者 （ 例如 納米粒子） ？

6、不 同的內(nèi)吞信 號(hào)通路 的相 互 關(guān) 系是什 么？這些 重 要 的科 學(xué) 問題 需要 進(jìn)一 步 的 研 究來解答 的表 達(dá)無顯著 影響 的可 能解 釋有： 的合 成 直 接 與 細(xì) 胞 內(nèi) 鐵 水 平 相 耦 聯(lián) ，其 預(yù) 先 存 在 的 及升 高 的 可快速合成 ， 而 胞 內(nèi) 降解產(chǎn) 生的鐵與 直接結(jié)合 ， 從 致謝 感謝東南大學(xué)生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)工程學(xué)院的熊飛博士和張勇博士為該研究提供納米材料 感謝新加坡國立大 學(xué)的 博士在論文修改中的幫助 參考文獻(xiàn) 張可 華，郭麗麗，蔡哲 ， 等 硅化超順 磁氧 化鐵納 米顆粒 標(biāo)記人 羊膜 間充質(zhì) 細(xì)胞 的效率及 其對(duì) 細(xì)胞增殖 的影 響中國科學(xué) ： 生

7、命 科 學(xué) ， ： ， ， ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： 谷婧麗等：超順磁 性三 氧化二鐵納米粒子進(jìn)入吞噬細(xì)胞 的途徑 、代謝 歸宿和生物學(xué)效應(yīng) ， ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， ， ， ， 。 ： ） ， ， ， （ ： ） （ ？ ， ： （ ） ， ， ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： ， ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， ， ： ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： ， ： ， ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： ， ， 一 ， ， ： ， ， ： ： ， ， ， ： ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ， ， ： ： ； ， ： ， ， ： ， ， ： ， ： ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ： ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， ， ， ， ， ，一 ， ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： 一 ， ： 中 國科 學(xué) ：生 命科 學(xué) 年 第 卷 第 期 ， ， ， ： ： ， ， ： 。 ， ， ： ， ， ， ： ， ， ， ， ： ： ， ， ， ， ： ， ， ， （ ） ，