时至今日随纳米技术的发展,纳米材料在医药领域应用更为广泛,纳米药物日益引起关注。其中,纳米氧化铁作为医用纳米材料具广泛应用而倍受瞩目。超顺磁性纳米氧化铁粒子（Superparamagnetic iron oxide nanoparticles,Spions）是目前为数不多的获得临床应用的纳米金属氧化物。有研究者发现不同粒径和包覆材料的Spions具有不同的毒性。由于纳米粒子具有与传统药物不同的理化性质,目前用于传统药物的安全性评价方法不完全适用于纳米药物,且对于纳米药物的毒性评价较少,因此迫切需要开发对纳米药物安全性和生物相容性评价方法。遗传毒性评价在药物研发过程中的安全性和风险评估发挥着关键的作用,目前用于检测基因突变的体外试验存在检测周期长和成本较高等缺点,因此需开发适用于纳米药物且能满足以上需求的体外试验方法。流式细胞术磷脂酰肌醇聚糖A类基因（Pig-a基因）试验是最近开发的一种用于检测体外基因突变的新方法,实现了自动化检测。本课题拟建立基于L5178Y细胞的体外Pig-a基因突变评价方法,并使用该方法结合小鼠淋巴瘤细胞试验（Mouse lymphoma assay,MLA）,体外流式微核试验（Micronucleus test,MN）多终点评价3种Spions的遗传毒性差异。另在体外试验的基础上开展体内外周血微核与多组织彗星试验,较为全面地评价不同粒径和包覆材料的Spions的遗传毒性。研究内容与结果基于以上研究背景,本课题分为三部分进行:第一部分使用小鼠淋巴瘤L5178Y 细胞,以苯并芘（Benzopyrene,B[a]P）)与甲基磺酸乙酯（Ethyl methylate,EMS）分别作为4 h+S9和24 h-S9条件下的阳性对照品,建立Pig-a基因突变检测方法。与阴性对照组相比,B[a]P与EMS浓度组的Pig-a基因突变率呈浓度依赖性升高且为阴性对照组Pig-a基因突变率的两倍,判定B[a]P与EMS Pig-a基因突变试验结果为阳性,与文献报道一致,Pig-a基因突变检测方法成功建立;随后选用不同作用机制的化合物4-硝基喹啉-1-氧化物（4-Nitroquinoline-1-oxide,4-NQO）、依托泊苷（Etoposide,ETO）、甲基亚硝基脲（Methylnitrourea,MNU）对该方法进行初步验证。试验结果表明:与阴性对照组相比,已知致突变化合物（4-NQO和MNU）的Pig-a基因突变率呈浓度依赖性增加,且大于1个浓度组的Pig-a基因突变率超过阴性对照的2倍,4-NQO和MNU为阳性结果;DNA修复抑制剂ETO的Pig-a基因突变率与阴性对照组相比无明显差异,ETO为阴性结果。以上结果初步验证了本课题建立的Pig-a基因突变方法的有效性。第二部分 L5178Y 细胞暴露于 3 种 Spions:Spions-10nm、Spions-30nm、Spions-SiO2后,使用流式细胞术分别于4h与24 h时检测L5178Y细胞在有代谢活化系统处理4h（4h+S9）与无代谢活化系统处理24 h（24h-S9）两种处理条件下的散射角SSC,分析L5178Y细胞在不同处理条件下对Spions的摄取情况。试验结果显示相对于阴性对照组,各Spions组SSC值呈浓度依赖性升高,证明L5178Y细胞在有无代谢活化系统的两种条件下均可摄取Spions。随后使用建立的体外Pig-a基因突变试验方法对Spions-10nm,Spions-30nm,Spions-SiO2的体外诱变性进行评价,并与L5178Y细胞的MLA结果进行对比研究,结合体外流式MN试验检测3种Spions致染色体断裂和诱发非整倍体的能力。各终点试验显示3种Spions体外遗传毒性试验结果均为阴性。第三部分根据Spions的临床给药途径和组织分布特征,进行3种Spions的外周血微核试验与血、肝、肾、脾四种组织的彗星试验,试验显示3种Spions体内遗传毒性试验结果均为阴性。结论本课题成功建立并初步验证了体外L5178Y细胞的Pig-a基因突变试验方法;探索了 L5178Y细胞摄取Spions的能力,并采用L5178Y细胞的体外Pig-a、MLA与MN多终点试验评价三种Spions的体外遗传毒性。此外,开展了三种Spions的体内微核与彗星试验,将体内试验结果与体外试验结果结合对比,全面评价Spions的遗传毒性,以期为纳米药物早期遗传毒性筛选或安全性评价提供新的选择。