目的:氧化锌纳米粒子(zinc oxide nanoparticles,ZnO NPs)是最常用的纳米材料之一,它在磁性、光学特性、导电性、抗菌性等方面具有特殊的性能,因而被应用于化妆品、纺织、食品添加剂、食品包装袋等领域。此外,有多项研究表明ZnO NPs对肿瘤细胞具有毒性作用,同时还可作为抗肿瘤药物的有效递送载体和生物成像剂,因而在肿瘤诊断与治疗领域有着良好的应用前景。正是由于ZnO NPs具有诸多优良性能,它的应用越来越广泛,并已成为年生产量居前三位的纳米材料,这也不可避免的导致其暴露人群和暴露量日趋增加,从而对人体健康产生潜在的危害。有研究发现粒径大于100 nm的ZnO NPs缺乏上述优良性能,因而在实际应用或科学研究中通常选用粒径在100 nm以下的ZnO NPs。研究大多只是关注于ZnO NPs对于某种组织器官的直接影响作用,并未进一步研究组织器官受损后所引发的后续生理、病理变化。因此,我们选用粒径分别为20Infectious causes of cancer nm(ZnO NPs-20)、60 nm(ZnO NPs-60)和100 nm(ZnO NPs-100)三种ZnO NPs,研究其对乳腺癌转移的影响及作用机制。方法:通过透射电子显微镜(TEM)和纳米粒径电位分析仪对ZnO NPs的微观形貌、粒径和zeta电位进行表征;利用CCK-8细胞试剂盒检测不同粒径、不同浓度的ZnO NPs对人脐静脉血管内皮细胞(HUVECs)的细胞毒性作用;使用乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒评价ZnO NPs对HUVECs细胞膜完整性的影响;用活性氧(ROS)检测试剂盒检测ZnO NPs对HUVECs产生ROS的www.selleck.cn/products/SB-203580含量;通过transwell实验观察不同粒径、不同浓度的ZnO NPs对HUVECs迁移能力的影响;利用HUVECs成管实验检测ZnO NPs对血管生成的影响;利用免疫荧光染色技术检测ZnO NPs对HUVECs细胞间连接的影响;通过内皮细胞渗漏实验检测ZnO NPs对内皮细胞层完整性的影响;将萤火虫荧光素酶标记的小鼠乳腺癌细胞(4T1-LUC)接种于Balb/c裸鼠乳腺的脂肪垫内,构建小鼠原位乳腺癌模型,经尾静脉注射ZnO NPs后,通过小动物活体成像系统观察小鼠体内乳腺癌肿瘤细胞的转移情况,并对肺和肝脏进行H&E染色以观察肿瘤细胞在脏器内的转移情况;利用免疫荧光染色检测肺和肝脏组织中VE-Cadherin的表达情况。结果:通过TEM图片和粒径检测结果可知ZnO NPs大小均一,分散均匀。三种不同粒径的ZnO NPs以浓度依赖性的方式降低了HUVECs的细胞活力,破坏了细胞膜的完整性,增加了LDH的释放,ZnO NPs的粒径越小毒性越强。三种粒径的ZnO NP此网站s都以浓度依赖性的方式增加了HUVECs内ROS的生成,而且相较于ZnO NPs-60和ZnO NPs-100,ZnO NPs-20诱导细胞产生的ROS水平更高。三种粒径的ZnO NPs都可明显抑制HUVECs的迁移和成管能力,呈浓度依赖性,而且粒径越小抑制程度越高。内皮渗漏实验结果显示,ZnO NPs破坏了内皮细胞层的完整性,导致内皮渗漏,而且粒径越小影响越大。细胞的免疫荧光染色结果显示,ZnO NPs破坏了细胞间连接蛋白,血管内皮间钙黏蛋白(VE-Cadherin)的完整性,并诱导HUVECs中的F-肌动蛋白(F-actin)的重组,因而使得细胞间产生较大缝隙。小鼠原位乳腺癌模型活体成像结果显示,一定剂量的ZnO NPs-20和ZnO NPs-60可加速乳腺癌的转移,H&E染色结果也证实了肺部和肝脏组织内有肿瘤转移灶。免疫荧光染色结果表明,ZnO NPs可明显抑制肺部和肝脏组织中VE-Cadherin的表达,进而影响血管内皮层的屏障作用。结论:ZnO NPs诱导HUVECs产生大量的ROS,从而破坏细胞膜完整性,且抑制内皮细胞的增殖、迁移和成管。此外,ZnO NPs还导致细胞膜间VE-Cadherin表达降低,使得内皮细胞间产生大量缝隙,进而破坏了内皮层屏障作用,为乳腺癌细胞内渗进入循环系统提供了便利,最终促进了乳腺癌的转移。ZnO NPs的上述效应与纳米粒子大小、剂量和暴露时间有关。