论文部分内容阅读
硒是生物必需的微量元素,对生物有机体的健康起到了非常重要的作用。纳米硒（selenium nanoparticles,SeNPs）是一种红色的单质硒,相对于其它形式的硒而言,因其优越的生物学活性和较低的毒性成为研究者研究的热点。目前,关于纳米硒的研究主要集中在化学合成的纳米硒,而生物合成的纳米硒的研究还较少。本学位论文利用实验室保藏的一株沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonaspalustris）N菌株还原亚硒酸盐获得高纯度的生物源纳米硒（biogenic SeNPs,bioSeNPs）。首先,对bioSeNPs的生物吸收利用率以及在体外诱导人肝癌HepG2细胞产生凋亡及其机制进行了研究;其次,在构建了裸鼠HepG2细胞移植瘤模型的基础上,研究了bioSeNPs在裸鼠体内抑制HepG2细胞移植瘤的生长及其机制。另外,利用bioSeNPs修饰玻碳电极（GCE）,构建了bioSeNPs/GCE非酶传感器并对过氧化氢（H2O2）进行了定量分析。研究结果主要表现在以下五个方面:1.R.palustris N菌株能够将亚硒酸钠还原为红色bioSeNPs。在温度为30℃、光照厌氧、培养基初始pH为7.0和接种量15%的条件下,R.palustris N菌株对浓度为1.0 mmol·L-1的亚硒酸钠的去除率达到99.9%以上,最大耐受亚硒酸钠浓度大于8.0 mmol·L-1。2.BioSeNPs在体外细胞水平上,表现出与亚硒酸钠相似的提高含硒酶（GSH-Px和TrxR）活力的能力;在小鼠体内,bioSeNPs在硒的蓄积和提高含硒酶（GSH-Px和TrxR）活力上,同样被证实具有与亚硒酸钠相似的活性。3.BioSeNPs对人肝癌HepG2细胞具有显著的生长抑制作用。利用R.palustris N菌株还原亚硒酸钠获得高纯度的bioSeNPs,粒径在91.28-531.2 nm,平均为165.9 nm。BioSeNPs对人肝癌HepG2细胞具有显著的生长抑制作用且具有浓度效应关系。经BioSeNPs处理的人肝癌HepG2细胞发生皱缩,表面微绒毛消失,细胞内出现大量空泡,细胞膜向内包裹细胞内容物并形成凋亡小体;流式细胞术分析显示,细胞凋亡率随bioSeNPs浓度的增加而逐渐上升,并呈现一定的浓度效应关系;细胞凋亡的发生依赖caspase级联反应的活化,推测死亡受体通路和线粒体通路均发挥了作用。4.BioSeNPs对裸鼠人肝癌HepG2细胞移植瘤的生长具有较强的抑制作用。抑制率高达51.72%。但是,BioSeNPs对裸鼠没有显著的毒副作用,推测bioSeNPs的抑瘤机制与其细胞毒性无关,而提高机体抗氧化水平可能在这其中发挥了一定作用。5.利用R.palustris获得的高纯度bioSeNPs成功构建了一种非酶传感器。结果表明,实验构建的非酶传感器在H2O2的定量分析上表现出灵敏度高且工艺简单等特点,检出限达到33.3μmol·L-1,线性范围在0.1-5.0 mmol·L-1。综上所述,本学位论文首次利用R.palustris获得了高纯度的bioSeNPs,证实bioSeNPs具有较高的生物吸收利用性,且可以通过诱导HepG2细胞产生凋亡而抑制其生长;同时,bioSeNPs表现出对H2O2具有良好的催化性能。研究结果将为bioSeNPs用于开发新型抗肝癌药物以及在化学非酶传感器上的应用奠定了科学依据和应用基础。