纳米氧化锌诱发人心肌细胞AC16氧化应激损伤及转录组分析改变

目的 探讨纳米氧化锌(ZnO NPs)对人心肌细胞AC16的氧化应激损伤,并从转录组层面分析ZnO NPs作用机制.方法 利用动态光散射法(DLS)对ZnO NPs进行表征检测.将AC16细胞暴露于不同剂量、不同时间的ZnO NPs后,使用CCK-8法测定细胞存活率.将AC16细胞分为对照组、ZnO NPs(50、100、200μmol/L)暴露组,处理6 h后检测细胞线粒体膜电位(MMP)及活性氧自由基(ROS).将AC16细胞分为对照组、50μmol/L ZnO NPs组、200μmol/L ZnO NPs组,暴露6 h后使用TRIzol提取细胞总RNA,进行转录组分析,并对差异表达基因进行基因本体(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析.结果 DLS法结果显示,流体动力学直径为(192.2±1.63)nm,Zeta电位为(-23.26±1.05)mV.CCK-8结果显示,随着ZnO NPs暴露的剂量与时间的增加,AC16细胞存活率下降.荧光定量法观察显示,随着ZnO NPs暴露剂量的增加,MMP在100μmol/L ZnO NPs时下降(P<0.05),ROS在50μmol/L ZnO NPs时升高(P<0.05).转录组分析结果显示,50μmol/L ZnO NPs组与对照组相比共富集到1071个基因,其中上调基因561个,下调基因510个;200μmol/L ZnO NPs组与对照组相比共富集到7164个基因,其中上调基因4098个,下调基因3066个.GO与KEGG分析结果显示,差异基因主要富集于活性氧、抗氧化活性、线粒体细胞色素C的释放、凋亡等信号通路.结论 ZnO NPs可导致AC16细胞存活率下降,诱发细胞线粒体损伤和氧化应激,其中ROS介导的氧化应激与线粒体功能改变是ZnO NPs致AC16细胞毒性的重要毒作用机制.