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二氧化硅纳米粒子顺利获得激活 MAPK/Nrf2 通路和核因子 κB 信号的传导来诱导氧化应激、炎症和体外血管内皮功能障碍

 

Authors Guo C, Xia Y, Niu P, Jiang L, Duan J, Yu Y, Zhou X, Li Y, Sun Z

Published Date February 2015 Volume 2015:10 Pages 1463—1477

DOI http://dx.doi.org/10.2147/IJN.S76114

Received 20 October 2014, Accepted 20 December 2014, Published 20 February 2015

摘要: 尽管纳米二氧化硅颗粒在工业、商业和生物医学领域得到了广泛应用，但其对人类的影响尚未完全得以阐明。总体来说，现在对纳米二氧化硅颗粒的心血管毒性分析较少。本文研究粒径为 58 nm 的纳米二氧化硅颗粒与人脐静脉血管内皮细胞 HUVECs 的相互作用。细胞活力呈剂量和时间依赖性降低和细胞膜完整性被破坏，显示出纳米二氧化硅颗粒具有细胞毒性。纳米二氧化硅颗粒可诱导氧化应激，表现为活性氧生成、丙二醛含量显著升高，谷胱甘肽过氧化物酶活性降低。纳米二氧化硅颗粒可刺激细胞保护性一氧化氮释放，上调诱导型一氧化氮合酶（iNOS）mRNA 表达，而下调内皮型一氧化氮合酶（eNOS）和内皮素（ET-1）mRNA 表达，表明纳米二氧化硅颗粒可干扰 NO/NOS 系统。纳米二氧化硅颗粒诱导的氧化应激和 NO/NOS 系统失衡导致内皮功能紊乱。纳米二氧化硅诱导炎症反应，表现为炎症介质 IL-1β、IL-6、IL-8、TNFα、ICAM-1、VCAM-1 和 MCP-1 表达升高。此外，纳米二氧化硅颗粒激活 Nrf2 介导的抗氧化系统，诱导 NF-κB 和 MAPK 通路活化。本研究显示，纳米二氧化硅颗粒可诱导氧化应激、炎症和 NO/NOS 系统失衡，最终顺利获得激活 MAPK/Nrf2 和 NF-κB 信号通路导致内皮功能紊乱。这项研究表明纳米二氧化硅颗粒对于血管内皮细胞具有潜在的有害影响，提示在纳米二氧化硅颗粒应用之前应对其进行更为细致的评估。
Keywords: silica nanoparticle, endothelium, oxidative stress, Nrf2, MAPK, NF-κB


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