基金项目: 国家自然科学基金(编号:82003880)
作者:鲁方梅;李宇杰;郭家彬;徐德祥;刘超;
关键词:纳米氧化锌;;心肌毒性;;转录组学;;氧化应激;;线粒体损伤
DOI:10.19405/j.cnki.issn1000-1492.2023.03.017
〔摘 要〕 目的 探讨纳米氧化锌(ZnO NPs)对人心肌细胞AC16的氧化应激损伤,并从转录组层面分析ZnO NPs作用机制。方法 利用动态光散射法(DLS)对ZnO NPs进行表征检测。将AC16细胞暴露于不同剂量、不同时间的ZnO NPs后,使用CCK-8法测定细胞存活率。将AC16细胞分为对照组、ZnO NPs(50、100、200μmol/L)暴露组,处理6 h后检测细胞线粒体膜电位(MMP)及活性氧自由基(ROS)。将AC16细胞分为对照组、50μmol/L ZnO NPs组、200μmol/L ZnO NPs组,暴露6 h后使用TRIzol提取细胞总RNA,进行转录组分析,并对差异表达基因进行基因本体(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析。结果 DLS法结果显示,流体动力学直径为(192.2±1.63) nm,Zeta电位为(-23.26±1.05) m V。CCK-8结果显示,随着ZnO NPs暴露的剂量与时间的增加,AC16细胞存活率下降。荧光定量法观察显示,随着ZnO NPs暴露剂量的增加,MMP在100μmol/L ZnO NPs时下降(P<0.05),ROS在50μmol/L ZnO NPs时升高(P<0.05)。转录组分析结果显示,50μmol/L ZnO NPs组与对照组相比共富集到1 071个基因,其中上调基因561个,下调基因510个; 200μmol/L ZnO NPs组与对照组相比共富集到7 164个基因,其中上调基因4 098个,下调基因3 066个。GO与KEGG分析结果显示,差异基因主要富集于活性氧、抗氧化活性、线粒体细胞色素C的释放、凋亡等信号通路。结论 ZnO NPs可导致AC16细胞存活率下降,诱发细胞线粒体损伤和氧化应激,其中ROS介导的氧化应激与线粒体功能改变是ZnO NPs致AC16细胞毒性的重要毒作用机制。