研究目的:硫化铜纳米颗粒在诊断治疗领域被广泛研究,然而以金属为核心的纳米诊疗剂因其导致的肝毒性很难被运用到临床上。辐射会对肝脏造成急性或慢性损伤,所以放射治疗后诱发的肝损伤是目前放疗后主要的并发症之一。近年来为了遵循3R原则,体外替代毒理学逐渐兴起,因此本课题利用肝细胞球在体外研究硫化铜纳米颗粒和X射线导致的肝毒性,为设计出高效低毒的纳米诊疗剂提供快速的筛选平台,同时为X射线导致的肝损伤提供体外机制研究的可能性。研究方法:本课题首先合成了牛血清白蛋白（BSA）包裹的硫化铜纳米颗粒（BSA-CuSNP）,并对其进行了一系列表征。然后提取大鼠原代肝细胞并利用琼脂糖和超低吸附成球法在体外培养肝细胞球,用不同浓度的BSA-CuSNP处理后对二维肝细胞和肝细胞球进行细胞毒性检测,同时对肝细胞球形态、肝功能、线粒体膜电位和活性氧（ROS）的产生进行了研究。为了进一步探究BSA-CuSNP对肝脏转运体BSEP（胆汁盐输出泵）和MRP2（多药耐药受体蛋白2）以及细胞色素酶p 450（Cyp 450）的影响,本课题发明了一种金属模具并通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）二次倒模的方式得到了一种多凹面琼脂糖细胞培养片,满足了机制研究中的细胞量需求。最后用不同剂量的X射线照射肝细胞球,检测肝细胞球的活力。研究结论:肝细胞球比二维肝细胞对BSA-CuSNP更敏感显示出更强的毒性,BSA-CuSNP还改变了肝细胞球的结构形态,减少了细胞内的糖原沉积,同时导致肝细胞球内线粒体膜电位下降和ROS的产生。BSA-CuSNP也影响BSEP和MRP2的转运活力并在基因和蛋白水平上下调了 BSEP的表达,但未下调MRP2的表达,同时发现在基因水平上改变了 Cyp 450酶的表达。最后观察到8Gy剂量的X射线照射肝细胞球,肝细胞活力下降明显。通过使用琼脂糖成球法、超低吸附成球法和多凹面琼脂糖细胞培养片培养肝细胞球,我们在体外探究了 BSA-CuSNP和X射线的潜在肝毒性。