总结目前的研究，主要实验结果和结论有：(1)活性氧导致蛋白质、DNA 和生物膜损伤；(2)氧化应激反应，炎症；(3)线粒体功能干扰，包括内膜损 伤，膜通透性改变，能量耗竭、凋亡、坏死；(4)炎性反应：组织炎性细胞 浸润，纤维化，肉芽肿，动脉粥样斑块形成，C一反应蛋白表达增加；(5)网 状内皮细胞摄取增加纳米材料在肝、脾、淋巴结等部位聚积，组织肿大或丧 失功能；(6)蛋白变性降解，酶活性丧失，形成新生抗原，免疫耐受功能损 害，自身免疫和抗原佐剂效应；(7)细胞核摄取导致DNA损伤，核蛋白凝集 ，抗原性改变：(8)中枢神经组织摄取纳米材料导致脑和周围神经系统损伤 ；(9)吞噬功能损伤，纤维化，肉芽肿，颗粒物堆积导致对病原体的清除能 力下降；(10)内皮功能损害，凝血功能障碍；动脉粥样斑块形成，血栓形成 ；(11)改变细胞周期调节，细胞增殖改变，衰老效应；(12)DNA损伤，突变 和癌变。但从总体而言，对纳米负面生物效应发表的研究数据还很有限，尚
2.
1. 某研究小组发现吸入的C13和锰纳米粒子可经大鼠的嗅球进入脑 部，并到处迁移。 2. 2003年，美国杜邦公司用气管滴注法研究SWCNTs对大鼠肺部的 毒性，发现了多发性肉芽瘤，类似的研究结果也出现在美国宇航局太空 中心的研究中。纽约罗切斯特大学的研究者让大鼠在含有粒径为20nm 的聚四氟乙烯(“特氟龙’’塑料)颗粒的空气中待15分钟，大多数实验 大鼠在随后4小时内死亡，而另一组生活在含120nm颗粒的空气中的大 鼠，则安然无恙。 3、.豚美鼠国肺三部角的公毒园性研，究发院现用了气炎溶症胶、吸严入重法沉研积究并纳除米困Ti0难2对。小鼠、大鼠
正是由于纳米尺度物质的特殊性质和穿透效应，传统的环境风险评估技术以及 化学品(材料)健康危险度评估技术很难应用，因为作用方式、作用途径、作用机制 发生了很大变化。当这些具有特殊性质的物质进入生态环境和生命体以后，会发生 什么后果，目前还不得而知。正因为如此，它潜在的破坏力也可能很强，它对环境 、人体健康和社会的影响还很难估计。目前，这些问题的研究还刚刚开始，正在形 成一个新的交叉前沿学科一纳米毒理学。
同的细胞器中。中国科学院高能物理研究所与北京大学合作研究还发现，分 子量高达60万的水溶性多羟基单壁碳纳米管SWNToks能非常容易且迅速地
在小鼠的各组织和脏器间穿梭，现有的知识还无法解释这种现象。
(3) 纳米颗粒与细胞的相互作用研究。纳米颗粒能够进入细胞并与细胞发 生作用，主要是对跨膜过程和细胞分裂、增殖、凋亡等基本生命过程的影响 和相关信号传导通路的调控，从而在细胞水平上产生的生物效应。研究发现 ，材料的拓扑结构和化学特性是决定细胞与其相互作用的重要因素。某些纳 米拓扑结构会促进细胞的粘附、铺展和细胞骨架的形成，但是在某些情况下 ，纳米拓扑结构会对细胞骨架分布和张力纤维的取向产生负面影响。中国科 学院高能物理研究所研究发现碳纳米管容易进入细胞，并影响细胞结构，在 低剂量下(2．5ug／mk)，可以刺激肺巨噬细胞的吞噬能力，但在高剂量下( 20ug／mk)，则严重降低肺巨噬细胞对外源性毒物的吞噬功能。在研究纳米 氧化钛对人肝细胞(L02细胞株)的影响时，成都电子科技大学生命科学与技 术学院庞小峰等人发现纳米氧化钛游离于细胞之间，阻碍了胞间通信，降低 细胞的生长速度。另有研究发现，富勒醇能够吸收紫外辐照产生的自由基， 保护细胞膜不被紫外辐照损伤，能明显提高细胞存活率。纳米材料与细胞的 作用机理目前尚不清楚，需要更进一步的系统研究。
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纳米毒理学研究进展
崔雅婷
前言
纳米科学技术的迅速发展，正在引起2l世纪的科学技术、工业和农业等发生革 命性变化；目前，人造纳米材料已经广泛应用到医药工业、染料、涂料、食品、化 妆品、环境污染治理等传统或新兴产业中，人们在研究、生产以及生活中接触到纳 米材料的机会越来越多。同时，环境中也存在大量天然的和工业生产所带来的纳米 尺度物质，如柴油、车尾气、工厂烟囱排出的废气、以及垃圾焚烧、沙尘暴等均含 有大量的纳米颗粒。人工制备的纳米材料也可通过工业生产、纳米产品分解、纳米 材料自组装等途径释放到空气中，并与空气化学污染物、重金属、各种细粒子结合 、反应形成二次粒子，增强其毒性作用。
.概述 .
Part 1 纳米毒P理a学rt研1究进展
2003年4月，Science杂志首先发表文章， 提出必须开展纳米尺度物质的毒理学。 随后Nature杂志在7月也发表了编者文章， 提出如果不及时开展纳米尺度物质和纳米 技术的生物效应研究，将危及政府和公众 对纳米技术的信任和支持。
早在2001年，中国科学院高能物理研 究所就提出了“开展纳米生物效应、毒性 与安全性研究”的建议。并于2004年对原 有的纳米生物组、稀土金属毒理组、重金 属毒理组和有机卤素的生物效应与毒理学 研究组进行整合，正式成立了我国第一个 “纳米生大学研究发现C60能使幼大嘴鲈鱼的脑细 胞发生脂质过氧化作用。
5. 美国职业安全卫生研究所研究结果表明CNTs(多壁碳纳米管)和纳 米Fe能使入角质细胞和支气管上皮细胞受损和凋亡。
6. 皮肤对纳米材料的吸收也有一些研究报道。一些化妆品、防晒剂 含有二氧化钛和氧化锌纳米颗粒，这些纳米颗粒的粒径范围在20—40n m之间，被吸入皮肤后产生活性氧自由基，造成组织和生物大分子DN A的氧化损伤。
(2)纳米颗粒在体内的吸收、分布、代谢和清除，各种纳米物质与生物靶器 官相互作用的机理等，是另一个重要的研究方向。研究发现富勒烯在sD大 鼠中，，90％~95％集于肝脏，48小时清除。然而，稍做表面修饰后的富 勒烯，如：166Hox@C820Hx生物效应明显不同，显出生物分布较广，在 肝、骨骼、脾、肾、肺的含量依次递减，其它组织分布极低。比如对Gd@ C820H40的生物分布研究结果表明，其24小时后主要位于肝和脾，在肺和 血液中衰减极快。水溶性富勒烯衍生物C61C02H2可以进入细胞，并达到不
没有任何一类纳米材料的系统性研究数据，这方面的工作仍然需要较长时间
的积累和发展，建立完善的研究体系。
part 3
(1) 在纳米颗粒的整体生物效应方面，目前己经取得了一些初步的研究结 果发现在生理盐水溶液中尺寸小于100nm的磁性纳米颗粒，仅仅微克量级 进入小鼠血管就能很快导致凝血现象以致堵塞血管，导致小鼠死亡。说明这 种纳米颗粒进入生物体容易与心血管系统相互作用，可能有导致心血管疾病 的潜在危险。进一步研究发现，对这种纳米颗粒表面进行化学修饰，可以极 大地改变它的生物效应。一般的微米Cu粉，被认为是无毒的。但研究发现 ，纳米Cu粉对小鼠的脾、肾、胃均能造成严重伤害，而相同剂量的微米Cu 却没有损害。但是，也不是所有的纳米颗粒都如此，比如，纳米ZnO与通常 的微米ZnO的生物毒性，几乎没有差别。目前，大部分纳米材料的生物效应 以及它们和相应微米材料的差别等问题还没有进行研究。