纳米氧化锌致人肺上皮细胞结构与功能急性损伤的内在机制研究

项目名称： 纳米氧化锌致人肺上皮细胞结构与功能急性损伤的内在机制研究

项目编号： No.31300828

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 生物科学

项目作者： 刘晓

作者单位： 国家纳米技术与工程研究院

项目金额： 20万元

中文摘要： 研究表明，nZnO的生物毒性不仅远大于微米粒径的ZnO，也高于其他多种纳米材料，其数小时内的急性细胞毒性已引起人们的高度重视。我们最近也发现nZnO可急性损伤活体人肺泡上皮细胞的膜结构及生理功能。本课题拟继续利用我们构建的探针跳跃离子电导显微镜技术, 以人肺泡上皮A549细胞为模型,实时动态地连续4小时研究nZnO的细胞摄入及其对肺泡上皮细胞膜结构的急性损伤；此外借助膜片钳、流式细胞术等现有成熟的生物分析技术探索游离Zn2+、胞内ROS、线粒体膜电位、生物大分子、细胞凋亡、离子通道活性等与nZnO致细胞急性损伤间的关系。从而在细胞、亚细胞、生物大分子、及离子通道水平上，系统研究nZnO对肺泡上皮细胞膜结构及生理功能的损伤机理，为nZnO的安全应用提供科学指导。

中文关键词： 纳米氧化锌；人肺泡上皮细胞；急性损伤；生物安全；

英文摘要： Studies have shown that the biological toxicity of ZnO nanoparticles (nZnO) is not only much larger than the ZnO with micrometer size and also higher than many other nanomaterials, the acute cytotoxicity of nZnO within a few hours has attracted great attention. We have also recently found that nZnO can cause acute damage to the membrane structures and physiological functions of living human alveolar epithelial cells. This project intends to continue to use our new-developed high-resolution non-contact hopping probe ion conductance microscopy (HPICM) to perform four-hour real-time dynamic investigation of acute cytotoxicity of nZnO on human alveolar epithelial A549 cells. Under the help of patch-clamp, Flow Cytometry and other existing biological analysis techniques, we will further explore the relationships among the precipitation of Zn2+, intracellular ROS, mitochondrial membrane potential, biological macromolecules, apoptosis, ion channel activity, and the nZnO-induced acute injury. The damage mechanisms of nZnO to alveolar epithelial cell membrane structures and physiological functions will be systemically studied at the cellular, subcellular, biological macromolecules, and the ion channel level. A scientific guidance will be provided for the safety applications of nZnO in the future.

英文关键词： Zinc Oxide Nanoparticles；Human Alveolar Epithelial Cells；Acute Injury；Biological Safety；