DMSA-Fe_3O_4纳米颗粒对富半胱氨酸蛋白基因表达的影响

发布时间：2017-08-23 18:45

  本文关键词：DMSA-Fe_3O_4纳米颗粒对富半胱氨酸蛋白基因表达的影响

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【摘要】：二巯基丁二酸(DMSA)被广泛用于修饰氧化铁纳米粒子,DMSA修饰的氧化铁纳米颗粒被认为是具有生物相容性的氧化铁纳米颗粒,在生物医学领域被广泛应用,如核磁共振造影剂、靶向药物载体、肿瘤磁热疗等。DMSA因具有解毒作用已被应用于临床口服治疗重金属中毒。口服DMSA良好的生物相容性基于其细胞外分布,但作为纳米粒子的表面修饰分子,DMSA可随纳米粒子大量进入细胞,因此,其细胞内的生物相容性仍有待充分研究。本论文运用基因芯片技术检测DMSA修饰的氧化铁纳米颗粒(DMSA-FeNP)对四个哺乳动物细胞系(RAW264.7、Hepal-6、THP-1、HepG2)基因表达谱的影响,从基因表达的分子水平评价DMSA-FeNP的细胞效应,探讨DMSA作为纳米粒子表面修饰分子的生物安全性。取得如下主要研究结果：1.运用普鲁士蓝染色、透射电镜(TEM)观察、比色法测定铁含量及巯基含量、CCK-8测定细胞活力等检测技术,表征了FeNP的DMSA修饰、检测了DMSA-FeNP与细胞的互作及对细胞活力的影响。结果表明,DMSA修饰的FeNP不仅携带了大量的巯基,而且在水溶液和细胞培养基内具有良好的分散性；四种哺乳动物细胞系均能摄取DMSA-FeNP,其中小鼠巨噬细胞RAW264.7吞噬量最高；细胞铁含量测定表明,细胞对DMSA-FeNP的吞噬量具有时间和浓度双重依赖性,24小时左右细胞内铁含量将达到饱和状态。对细胞活力的测定表明,低剂量(≤50μg/mL)的DMSA-FeNP未对细胞活力产生显著影响,而高剂量(100μg/mL)的DMSA-FeNP中引起RAW264.7细胞活力显著下降。2.结果表明,在所有的365个差异表达基因(DEG)中约有四分之一的基因编码富含半胱氨酸的蛋白质(CRP),说明在该种纳米颗粒处理下,CRP基因(如编码锌指蛋白的基因)的表达受到显著影响。在所有编码富含半胱氨酸蛋白的差异表达基因(CRP-DEG)中,约26%的基因是酶基因,这表明这种纳米颗粒处理对酶基因的表达产生了显著影响。基因注释表明,DMSA-FeNP通常通过调节CRP-DEG的表达,诱导各种应答、免疫活性和细胞凋亡。CRP-DEG在各种细胞中的分子功能主要涉及过渡金属铁结合。根据CRP蛋白富含半胱氨酸的特性,我们推测DMSA-FeNP主要通过其修饰分子DMSA产生对CRP基因表达的影响,为了进一步验证这一推测,我们用qPCR检测了DMSA-FeNP及PEI-FeNP对部分CRP-DEG表达影响,发现 DMSA-FeNP对CRP基因表达的影响主要是由纳米颗粒带入细胞的DMSA造成的。综上所述,本研究首次报道氧化铁纳米颗粒涂层分子DMSA的细胞效应,发现修饰在FeNP表面DMSA对CRP基因在细胞中的表达产生显著影响,为DMSA作为纳米材料表面修饰分子的生物相容性评价提供了新的依据。
【关键词】：氧化铁纳米颗粒 DMSA 修饰 基因转录 富含半胱氨酸蛋白
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q78;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-24
• 1.1 氧化铁纳米材料概述及其生物医学应用9-14
• 1.2 FeNP的表面修饰及生物效应研究14-18
• 1.3 基因表达谱芯片实验数据的生物信息学分析18-21
• 1.4 本论文的研究内容21-24
• 第二章 细胞对DMSA-FeNP的摄取24-36
• 2.1 实验材料与仪器24-25
• 2.2 实验方法25-28
• 2.3 结果与讨论28-34
• 2.3.1 DMSA-FeNP的表征28-30
• 2.3.2 DMSA-FeNP对细胞形态的影响30-31
• 2.3.3 DMSA-FeNP对细胞活力的影响31-32
• 2.3.4 细胞内铁含量测定32-33
• 2.3.5 纳米颗粒中巯基含量测定33-34
• 2.4 本章小结34-36
• 第三章 DMSA-FeNP对CRP-DEG的基因表达谱分析36-50
• 3.1 材料与方法36-39
• 3.2 结果与讨论39-48
• 3.2.1 编码富含半胱氨酸蛋白的差异表达基因的鉴定39-40
• 3.2.2 对CRP-DEG进行功能注释40-45
• 3.2.3 CRP-DEG在不同细胞系的比较45-48
• 3.3 本章小结48-50
• 第四章 DMSA-FeNP对CRP基因表达影响的确证50-60
• 4.1 实验材料与仪器50
• 4.2 实验方法50-53
• 4.3 结果与讨论53-58
• 4.3.1 RAW264.7细胞对DMSA-FeNP的摄取53-54
• 4.3.2 总RNA提取及质量检测54-55
• 4.3.3 相关差异表达基因的qPCR检测55-56
• 4.3.4 qPCR检测基因表达结果与基因表达谱芯片结果比较56-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 工作总结60-62
• 参考文献62-72
• 个人简介72-74
• 致谢74

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1 王鑫;DMSA-Fe_3O_4纳米颗粒对富半胱氨酸蛋白基因表达的影响[D];东南大学;2015年

2 臧汉杰;DMSA-Fe_3O_4纳米磁流体介导热疗兔VX_2肿瘤的实验研究[D];南京医科大学;2012年

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本文编号：726693