随着纳米技术迅速发展，人们不断研究并且改进纳米材料制备方法，创造出新的功能性纳米材料并拓展其应用领域。纳米材料具有独特的光学，电学，催化等理化性能，而具有生物相容性的纳米生物材料则是探索和发展生物纳米技术的基础，例如生物检测技术，生物材料3D打印技术，单细胞原位检测技术等。其中最为关键的部分为界面结构与生命体之间相互作用的研究，也就是“生物-纳米”界面。界面微环境中的动态生物/化学信息的获取和分析正日益成为领域内的研究热点。本文关注的生物-纳米界面是一种细胞与细胞外基质(extracellular matrix，ECM)之间的相互作用，这些作用能够实现调控细胞的形貌、排列、粘附、迁移、分化以及细胞骨架蛋白的组织等行为。　　在各类细胞生理生化活动中，细胞的上皮-间质转化(epithelial-mesenchymaltransitions)在对胚胎发育，组织器官形成，伤口愈合，癌细胞迁移等过程发挥重要作用。该过程不仅包括细胞内一系列复杂的分子生物学调控，同时还涉及细胞形态的改变，多种力学和拓扑学的变化。传统的分子生物学主要关注上皮-间质转化过程中细胞间蛋白质等生物大分子的相互交流作用，而对于细胞外基质中的物理化学因素如表面拓扑结构对上皮-间质转化过程的影响探索甚少。本文试图利用纳米技术改造细胞外基质，从新颖的角度切入上皮-间质转化机理研究，拓展人们对于细胞外基质物理因素与上皮-间质转化等复杂生物过程互作方面的认知。本课题选取人肺腺癌上皮细胞A549为研究对象，通过静电纺丝技术制备纳米纤维以研究纤维对细胞的影响:其中主要研究的因素包括(1)纳米纤维的不同化学组成对A549细胞上皮-间质转化的影响;(2)纳米纤维的不同直径对A549细胞上皮-间质转化的影响。　　研究中选取了人工合成材料（聚乙烯醇）和不同天然蛋白材料（胶原蛋白，蚕丝丝胶蛋白，菜蛾盘绒茧蜂丝胶蛋白与小菜蛾丝胶蛋白）作为不同的纺丝液原液，通过调整静纺工艺参数如纺丝液的浓度，加载电压，温度等，探索制备具有均一和完整结构的纳米纤维膜的优化工艺条件。发现以聚乙烯醇和天然蛋白材料为静纺液制备的纳米纤维膜具有较好的生物相容性。通过静电纺丝方法加工出不同直径与化学组分的纳米纤维，并设计一种新型细胞培养装置，用以探究不同化学组成的纤维膜上不同的表面拓扑结构等因素对细胞上皮-间质转化的影响。　　通过扫描电镜对A549的观察发现，在纳米纤维刺激作用下上皮样细胞具趋向于有间质细胞的形态:细胞间连接不紧密，具有更多的纤维状伪足，可能具备更强的迁移能力，通过荧光定量PCR对细胞上皮间质转化相关基因Ⅳ-cadherin(NCad)，Vimentin(Vim)，Fibronectin(Fib) and Matrix metallopeptidase9(MMP9)的表达水平分析:发现在以PVA/Collagen纳米纤维为培养基质的A549细胞系统中，150nm纤维膜上的A549细胞的Fib，N-cad，Vim基因表达明显上调;其次发现在PVA/Silk Sericin纳米纤维微环境下，细胞中Ncad，Vim，Fib的基因表达量相对于普通培养皿上培养的细胞表达量有不同水平的增高，尤其是MMP9基因表达为5倍上调幅度。以上表明A549细胞在不同纳米纤维基质培养下，EMT相关基因具有不同程度的上调表现，细胞更加具有EMT转化的潜能。