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第一部分氧化石墨烯对百草枯中毒肺损伤的作用初步研究目的:观察氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)对百草枯(Paraquat,PQ)中毒诱导的大鼠急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)模型的作用。方法:采用随机数字表法将健康成年雄性SD大鼠随机分为3组(每只大鼠约200g左右),即正常对照组(NS组)、百草枯组(PQ组)、百草枯+氧化石墨烯组(PQ+GO组),每组6只。NS组:以等体积的生理盐水(NS)腹腔注射所制。PQ组:由20mg/kg的百草枯溶液单次腹腔注射至大鼠体内制备;PQ+GO组:是在PQ所致ALI模型成功制备1h后,以6.25mg/ml的GO溶液一·次性灌胃得到。三组大鼠在模型成功后24h内迅速处死大鼠并取材。比较各组大鼠肺组织W/D比值:HE观察大鼠大体肺组织病变、炎症细胞浸润、肺组织充血水肿等情况;TUNEL细胞凋亡检测法检测大鼠肺组织细胞的凋亡程度,ELISA法检测动脉血上清液中肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、血清淀粉样蛋白A1(Serum amyloid A1,SAA1)的表达量。结果:成功建立了ALI大鼠模型。与NS组比较,PQ组大鼠肺组织W/D比值、肺部病理病变程度显著增加,而PQ+GO组相较于PQ组W/D比值、肺部病理病变程度有所缓解;TUNEL细胞凋亡实验结果显示PQ组细胞凋亡程度增加,而GO干预组细胞凋亡程度降低,差异有统计学意义(P<0.05);PQ组TNF-α、SAA1显著增多,GO干预组TNF-α、SAA1降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:一定剂量的GO溶液(6.25 mg/ml)灌胃后可缓解PQ中毒所致的 AL1。第二部分氧化石墨烯对人肾小管上皮细胞毒性机制的研究目的:探究GO是否通过ROS增多介导的氧化应激凋亡机制对人肾小管上皮细胞HK2产生细胞毒作用。方法:以不同浓度的GO(0、25、50、75、100μg/ml)分别处理HK2细胞6h,通过CCK-8法测定GO对HK2细胞增殖的影响;以不同浓度的GO(0、25、50、75、100μg/ml)分别处理HK2细胞6h,并用氧化应激抑制剂NAC进行干预,比较HK2细胞内ROS生成量。用流式细胞分析仪检测细胞的凋亡率。结果:GO呈浓度依赖性抑制HK2细胞的增殖,促进细胞凋亡。GO处理细胞后,细胞内ROS表达量明显增高,而预先以NAC干预细胞后,细胞内ROS表达量明显较少,细胞凋亡率也有所下降,NAC减弱了GO对HK2的细胞毒性作用。差异有统计学意义(P<0.05)。结论:GO可能通过氧化应激途径对HK2产生细胞毒性作用,并诱导细胞凋亡。第三部分 氧化石墨烯对人鼻咽癌细胞毒性机制的研究目的:探讨ERS诱导的自噬通路对GO诱导的人鼻咽癌细胞HONE1凋亡的影响及细胞毒性机制。方法:以不同浓度的GO(0、25、50、75、100μg/ml)分别处理HONE1细胞6h,通过CCK-8法测定GO对细胞增殖的影响;Werstern blot法检测GRP78、LC3B的表达;RT-PCR检测GRP78、LC3B的mRNA水平的表达;通过间接免疫荧光法检测并观察LC3B的表达;TEM观察自噬小体;通过流式细胞术检测GO对细胞凋亡的影响。结果:GO呈浓度依赖性抑制HONE1细胞的增殖,促进细胞凋亡。GO处理细胞后,GRP78、LC3B蛋白和mRNA表达均增高。间接免疫荧光法可检测到细胞内LC3B荧光强度增强。TEM可观察到自噬小体。而预先加入内质网应激抑制剂4-PBA后,4-PBA减弱了GO诱导的HONE1细胞凋亡并抑制了LC3B的表达,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:GO可能通过内质网应激-自噬途径对HONE1产生细胞毒性作用,并诱导细胞凋亡。