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多壁碳纳米管(Mullti-walled carbon nanotube,MWCNT)是1991年被发现的新型碳结构,因其具有多项优越的理化特性而被广泛应用。现有研究结果表明MWCNT具有较强的生物毒性,对不同细胞具有细胞毒作用,但也有报道MWCNT具有非常低甚至没有细胞毒作用。体内研究结果发现MWCNT可以导致大鼠肺部炎症、肉芽肿、肺纤维化、间皮瘤和中枢神经系统损伤,但也有报道MWCNT的长期染毒不导致大鼠肿瘤形成。总之,MWCNT的生物毒性并不完全明确而且存在争议。而对MWCNT生物毒性及机制研究有助于早期发现和早期干预其毒作用损伤,有助于保护越来越多的生产和使用MWCNT及其制品的人群健康。基于生物系统的高度复杂性,需要有革新性的信息量丰富的方法来完成这个目标。蛋白质组学可以在整体水平上研究蛋白质的组成与调控的活动规律,揭示一些未知或未预期的关联。因此,本项目以人肺腺癌细胞(A549)为研究对象,首先检测了MWCNT对A549的细胞毒性和遗传毒性,并运用蛋白质组学技术分析MWCNT对A549细胞蛋白质表达谱的影响,探讨MWCNT对A549细胞的毒作用效应及其可能机制。结果发现MWCNT对A549具有明显的时间和剂量依赖性的细胞毒损伤,但是在染毒30μg/ml及24h范围内没有对细胞增殖产生影响,没有显著细胞周期阻滞和细胞凋亡；也没有检测γH2AX焦点增多,细胞无明显彗星拖尾等DNA损伤现象。而在该处理条件下仍能检测显著的蛋白质表达谱改变,双向电泳共筛选出106个差异表达蛋白质。质谱鉴定了52个差异表达蛋白质,上调29个、下调23个。蛋白质功能涉及细胞增殖、凋亡、细胞代谢及骨架调节等。Western blot和免疫荧光验证了14-3-3ε、Actin和Hsp27蛋白表达改变,结果与双向电泳一致。其中MWCNT引起A549细胞的骨架蛋白Actin表达量升高,进而影响细胞迁移能力,而ROS及Ca2+可能参与了这一过程。