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目的:纳米氧化锌颗粒由于其独特的物理和化学性质,在越来越多的领域中被应用,然而关于其生物安全性研究较少。最新研究表明高浓度纳米氧化锌颗粒可以通过氧化应激效应抑制肿瘤的发展,然而在类似环境暴露的低浓度纳米氧化锌颗粒诱导下,其对癌症细胞的抑制效应和相应机制尚不明确。由于纳米氧化锌颗粒尿路排泄的特点,我们检测了三种泌尿系肿瘤细胞在低浓度亚致死剂量的氧化锌颗粒暴露下组蛋白修饰调控的机制,以及相应的修饰酶和下游靶基因的表达变化,并探究相应生物学行为的改变。方法:体外培养A498肾癌细胞系,DU145前列腺癌细胞系以及T24膀胱癌细胞系,通过MTT实验及AlamarBlue cell viability实验检测不同浓度氧化锌颗粒对此三种细胞的增殖抑制效应,筛选出用于研究的亚致死浓度。为了探索选定浓度下的纳米氧化锌对肿瘤细胞表观遗传效应的影响,在暴露处理细胞48小时后,提取细胞mRNA及总蛋白,通过q-PCR和Western Blot技术检测4种与组蛋白修饰相关酶的转录及翻译水平,选定T24细胞中浓度依赖的的修饰酶(EZH2)作为研究对象,并检测了在暴露处理前后相应修饰位点(H3K27me3)的表达变化情况。为了探究亚致死浓度纳米氧化锌暴露下细胞内氧化应激所导致的损伤效应,我们检测T24细胞内活性氧离子(ROS)和DNA的损伤情况。为进一步阐述组蛋白修饰状态改变后的效应,我们找到了EZH2的下游靶基因(RUNX3),并用CHIP-qPCR验证RUNX3启动子区组蛋白修饰位点的改变。此外,我们还通过细胞划痕实验、Transwell实验验证T24细胞经纳米氧化锌处理后细胞迁移和侵袭能力的变化;通过流式细胞分选技术检测T24细胞经纳米氧化锌处理后细胞凋亡和周期的改变。结果:研究表明低浓度的亚致死剂量纳米氧化锌颗粒对泌尿系肿瘤细胞(A498,DU145,T24)均具有增殖抑制效应,且实验证明此抑制效应与氧化应激以及DNA损伤无关。Western Blot实验和q-PCR实验共同验证,研究选取的组蛋白相关酶(CBP、LSD1、EZH2、HDAC1)中,仅有EZH2的表达在T24细胞中表现出随纳米氧化锌浓度变化而相应变化的现象,即随着纳米氧化锌颗粒浓度升高,EZH2表达量随之降低。其他三种修饰酶没有浓度依赖的表达量改变情况。此外,EZH2的组蛋白修饰位点H3K27me3与EZH2变化一致。我们发现了EZH2的下游靶基因RUNX3的表达量随EZH2表达量上升而降低的现象,且CHIP-qPCR实验证明RUNX3启动子区域H3K27me3甲基化水平与EZH2表达呈负相关。随着纳米氧化锌处理浓度的提高,T24细胞的侵袭、迁移能力降低,凋亡程度增加,细胞发生S期阻滞。结论:低浓度的亚致死剂量纳米氧化锌可以在不引起明显细胞与基因毒性的前提下,抑制泌尿系肿瘤细胞增殖。纳米氧化锌在膀胱癌T24细胞中能降低组蛋白修饰酶EZH2表达,从而降低RUNX3启动子区域H3K27me3水平,使RUNX3基因水平升高。T24细胞随着氧化锌浓度升高凋亡水平增加,发生S期阻滞,并且迁移、侵袭能力降低。