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目的:探索和研究单壁碳纳米管(SWCNTs)对线粒体电子传递体系(METC)功能的影响。 方法:SWCNTs分散于PBS经过超声制备成悬液;通过SWCNTs对FITC的物理吸附，实现FITC对SWCNTs的荧光标记;通过透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对SWCNTs粒径和形态进行表征。以CCK-8法研究SWCNTs对体外培养人肝癌HepG2细胞株的生长抑制作用，实验设生理盐水对照组、浓度分别为0.5、1.5、3、6、12、24μg/ml的SWCNTs实验组，HepG2细胞分别与SWCNTs共孵育24、48和72 h后，测定SWCNTs对HepG2细胞的增殖毒性，然后通过光镜和AFM对HepG2细胞形态进行表征，激光共聚焦观测线粒体膜电位的变化，并使用流式细胞仪测定HepG2细胞内的ROS的含量和SWCNTs对细胞凋亡的影响;采用蔗糖浓度梯度差速离心法提取HepG2细胞线粒体，分离出线粒体可溶性蛋白，分别测定线粒体四个呼吸酶复合物活性变化;使用酶标仪测定HepG2细胞内丙二醛(MDA)含量;采用鱼藤酮(ROT)、噻吩甲酰三氟丙酮(TTFA)、抗霉素A(ANT)和二苯碘(DPI)四种线粒体呼吸酶复合物特异性抑制剂，联合使用SWCNTs，分别作用于离体小鼠肝脏细胞线粒体，测定线粒体FADH2、NADH两条电子传递链ROS的生成量。 结果:透射电镜下SWCNTs成空心管状结构;通过FITC对SWCNTs的荧光标记，可以在荧光显微镜下观察SWCNTs可以进入HepG2细胞以及进入细胞所需时间，SWCNTs-FITC和HepG2细胞孵育后，2h左右可以进入到HepG2细胞内部。HepG2细胞和SWCNTs孵育24 h后，在光镜下，对照组HepG2细胞贴壁生长良好，呈扁平梭型或不规则多角形，SWCNTs孵育24 h后，低浓度组(1.5μg/ml)细胞形态与对照组相比没有明显变化，但培养液中漂浮死亡细胞增多;中浓度组(12μg/ml)细胞间隙变大，发生形态改变，死亡细胞明显增多;高浓度组(24μg/ml)细胞形态不规则，细胞贴壁能力下降，死亡细胞进一步增多。原子力显微镜下SWCNTs组HepG2细胞相比于空白对照组细胞开始发生皱缩，体积变小，细胞周围粘附物减少，细胞变圆，细胞膜表面出现许多不规则凹陷。CCK-8实验结果表明随着SWCNTs孵育浓度和时间的增加，SWCNTs对HepG2细胞生长抑制率而增加。在细胞内ROS含量和线粒体膜电位测定实验中，检测到随着SWCNTs孵育浓度的增加，HepG2细胞内部的ROS含量随之增加，而线粒体膜电位降低，结果均具有统计学意义(P＜0.05)。采用蔗糖浓度梯度差速离心法提取的线粒体通过Clark氧电极活性测定，证明线粒体活性良好，符合后续实验要求;在透射电镜下，可以观察到SWCNTs可以进入到线粒体和细胞核等细胞器内部，造成线粒体肿胀、脊减少甚至消失、最终线粒体双层膜破裂。通过对线粒体四个电子传递链复合物活性的分离测定，SWCNTs可以明显地抑制复合物Ⅰ，复合物Ⅲ和复合物Ⅳ的活性，在3～12μg/ml孵育浓度下，上述三个复合物活性均显著低于对照组(P＜0.05)，在1.5～3μg/ml浓度孵育下，复合物Ⅱ活性与对照组相比没有明显差异，但在6μg/ml浓度孵育下，复合物Ⅱ活性明显低于对照组(P＜0.05)。MDA检测结果表明，在1.5～3μg/ml孵育浓度下，SWCNTs组HepG2细胞内MDA含量与对照组没有明显差异，但在6～24μg/ml浓度孵育下，HepG2细胞内MDA含量明显高于对照组(P＜0.05)。在对NADH电子传递链ROS生成检测试验中，在control组，DPI组ROS含量低于空白组(P＜0.5)，其余抑制剂组均高于空白组(P＜0.5)，在SWCNTs处理组，DPI组含量与空白组差别无统计学意义，SWCNTs+ROT组、SWCNTs+ANT组和SWCNTs+ROT+ANT组ROS含量均高于SWCNTs组(P＜0.5)。SWCNTs+ROT+DPI组ROS低于SWCNTs+ROT组。在对FADH2电子传递链ROS生成检测试验中，在control组，与空白组相比，ROT、DPI和ROT+DPI组ROS含量降低(P＜0.5)，TTFA组ROS含量增加(P＜0.5)，在SWCNTs处理组，与空白组相比，三个抑制剂组ROS含量差别没有统计学意义SWCNTs+TTFA组和SWCNTs+ANT组ROS含量增加(P＜0.5)，而SWCNTs+ROT+TTFA组和SWCNTs+DPI+ANT组含量比SWCNTs+TTFA组减少(P＜0.5)。 结论:SWCNTs随着与HepG2细胞孵育时间和浓度的增加，可以对HepG2细胞增殖产生明显的抑制作用。SWCNTs明显抑制线粒体传递链复合物活性，导致电子传递效率降低。对于NADH电子传递链可能主要是作用于复合体Ⅰ和复合体Ⅲ的泛醌结合点，使该结合点电子漏出增加，而不是通过复合体Ⅰ的FMN位点漏出。对于FADH2电子传递链，是作用在复合体Ⅲ的泛醌结合点，导致电子漏出增加，并不是通过作用于复合体Ⅱ促进电子从复合体Ⅱ向复合体Ⅰ回流，从复合体Ⅲ的泛醌结合位点漏出，电子漏出增加，使得ROS生成量增加。而ROS过量生成通过对含有两个或两个以上双键的多不饱脂肪酸的攻击，造成膜系统的损伤，造成细胞的严重的氧化损伤，从而改变细胞膜的通透性，导致细胞内离子稳态失衡，开启细胞凋亡通路，最终导致细胞和线粒体形态学的病理性改变。