目的:比较3种不同粒径纳米二氧化硅(nm-SiO2)对人皮肤表皮细胞HaCaT的体外细胞毒性,并研究am-SiO2对HaCaT细胞暴露24h后蛋白质表达的变化,筛选其致HaCaT细胞损伤的差异蛋白,以进一步分析相关细胞毒性的作用机制。 方法:使用不同粒径(15nm、30nm和100nm)不同浓度nm-SiO2处理24h,CCK8法观察细胞的增殖抑制作用,确定剂量.效应关系,计算半数抑制浓度(IC50);设置空白对照组,以1/3 IC50为最高剂量,3种nm-SiO2各3个剂量组,2.5μg/mL、5μg/mL和10μg/mL,处理24h,流式细胞仪检测细胞周期和细胞凋亡,并制备蛋白样品进行荧光差异凝胶电泳(DIGE),经扫描成像后进行图谱软件分析,得到蛋白质差异表达数据,选取匹配良好的显著差异点进行MALDI-TOF-TOF-MS/MS鉴定,选取差异蛋白Prx6进行western blot验证。 结果:不同粒径nm-SiO2处理HaCaT后细胞贴壁能力减弱,存活率下降,均呈剂量一效应关系,且不同粒径处理组对细胞的生长抑制率有差异,半数抑制浓度(IC50)与nm-SiO2粒径成正比。相比对照组,3种粒径nm-SiO2不同剂量处理组均引起HaCaT细胞G1期阻滞,S期比例发生不同程度的减少;此外,不同粒径的nm-SiO2均能不同程度诱导HaCaT细胞凋亡,呈剂量。效应关系,且颗粒粒径愈小,所诱导的凋亡率愈大。通过软件分析和数据库检索,得到155个差异表达的蛋白质点,其中77个蛋白质点表达上调,78个下调,表达量上下调比例超过30[％]。质谱鉴定出差异蛋白点41个,分属于如下六大类:氧化应激相关蛋白、细胞骨架及相关蛋白、信号转导相关蛋白、分子伴侣、物质及能量代谢相关蛋白、凋亡及肿瘤相关蛋白。另外,westernblot较好地验证了差异蛋白Prx6表达量的变化,证明反映了2DE分析的准确性。 结论:不同粒径不同剂量nmSiO2均使HaCaT细胞的一般生物学性状发生改变,包括相对增殖率、细胞周期和细胞凋亡,且纳米颗粒的粒径与相对增殖率以及细胞凋亡率之间存在明显相关性。另外,实验所得差异蛋白质的功能及其表达量的变化对于阐明不同粒径nm-SiO2抑制细胞生长、诱导细胞凋亡、降低细胞抗氧化损伤能力等生物学效应的分子机制具有重要作用,并在蛋白质水平上为解释这些效应与纳米颗粒尺寸之间的关系提供了线索。