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由于独一无二的一维中空纳米结构以及优异的电学、力学和热学等特性,碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs)可以广泛应用在复合材料、电学和纳米医学等领域。随着碳纳米管产品的生产、使用的大幅度增长,专业人员和公众接触碳纳米管的几率明显增大,其中,CNTs还可能与环境中的一些有机污染物形成复合污染,导致其健康可能会受到比碳纳米管更大的威胁。肺部作为碳纳米管进入人体后主要沉积器官之一,CNTs对其毒性效应及其响应机制是目前毒理研究的热点。细胞是生物体的基本的结构和功能单位,离体培养时具有试验周期短、灵敏性高、培养条件易于掌控等特点,并且利于从分子角度阐释致毒机制。因此,本研究选取人体肺细胞(A549)作为受试细胞,探究在诺氟沙星(Norfloxacin,NOR)的影响下,单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotube,SWCNT)对其毒性效应以及其响应机制。主要研究结果如下:(1)随着暴露时间的增长,SWCNT对A549细胞的毒性效应在24h时变化最明显;暴露于SWCNT24h后,随着浓度逐渐增加,A549细胞存活率逐渐降低,其半数抑制浓度(IC50)为65mg/L。因此,进一步的细胞毒性实验选取SWCNT浓度为65mg/L。(2)浓度在0-40mg/L范围内的NOR对A549细胞没有毒性效应。65mg/L的SWCNT对40mg/L的NOR的吸附在24h时达到平衡。平衡后,NOR溶液中的SWCNT对A549细胞的毒性效应降低。(3)通过添加内吞抑制剂,在激光共聚焦荧光显微镜(LCFM)下观察到A549细胞对SWCNT的摄取量明显降低,表明内吞作用可能是SWCNT的跨膜方式之一。当其进入细胞后,利用透射电子显微镜(TEM)发现SWCNT单独作用细胞时,其主要分布在溶酶体和细胞质中;SWCNT和NOR共同作用细胞时,其主要分布在细胞质中。(4)SWCNT可以诱导A549细胞产生大量ROS,短时间内使细胞内H2O2、OH的含量显著增大,产生氧化胁迫,刺激A549细胞产生反馈调节,提高了CAT、SOD酶的活性,从而加强对过量自由基的清除能力,增强了细胞对外环境的防御能力。但是,随着时间的增长, ROS会继续积累,引起细胞脂质过氧化,从而使细胞膜稳定性降低,膜结构受损,导致乳酸脱氢酶的释放。(5)当SWCNT与NOR共同作用细胞时,与SWCNT单独作用相比,诱导A549细胞产生的ROS的量减少,MDA的含量降低,乳酸脱氢酶的释放量下降,从而对细胞的整体毒性减弱,这可能是其毒性较小的主要机制之一。