纳米稀土氧化物（氧化铈）生物效应研究

工业上应用广泛的稀土氧化物材料－纳米氧化铈已应用到汽车尾气净化助催化剂、光学材料的抛光粉、涂料和颜料等中。随着纳米氧化铈的广泛使用，人们暴露在纳米环境下，必然会涉及人体对其的摄入。由于纳米粒子尺寸远远小于人体细胞尺寸，所以纳米粒子比较容易透过细胞膜进入生物体内，并有可能造成负面生物效应，所以迫切需要展开对纳米氧化铈的生物安全性研究。基于此目的，本项目对纳米氧化铈的生物效应及其毒理学进行研究，在动物整体水平和细胞水平、体内与体外考察纳米氧化铈对生物体产生的生物学效应和毒性作用，同时考察纳米氧化铈对肺损伤的可能性及其机制进行研究，并以此为基础，为纳米氧化铈的科学、安全使用提供科学的理论依据。

随着纳米稀土氧化物氧化铈（Nano-CeO2）的广泛使用，人体不可避免地会摄入其颗粒。因此本研究在动物整体水平和细胞水平考察了纳米氧化铈对生物体产生的生物学效应和毒性作用。我们以SD大鼠为研究对象，以不同浓度、不同粒径的CeO2灌肺，在100mg/kg和400mg/kg剂量情况下，Nano-CeO2和微米CeO2都有肺部毒性作用，Nano-CeO2引起的大鼠肺部损伤作用较微米CeO2强，存在尺寸依赖效应；在相同粒径条件下，存在剂量依赖效应；从组织学观察看，小粒径、高剂量组病变最严重，纳米组肺部损伤较微米组损伤严重，存在尺寸效应。肺组织Caspase-3的表达说明大鼠肺损伤与肺组织的细胞凋亡相关。以20mg/kg.bw剂量进行SD大鼠灌肺实验，没有发现Nano-CeO2对大鼠产生肺损伤。小鼠纳米CeO2滴鼻实验显示，Nano-CeO2可以通过嗅球入脑，能够致小鼠脑组织损伤。. Nano-CeO2对大鼠肺泡巨噬细胞NR8383和上皮细胞RPAEpiC表现出一定的保护作用，但剂量关系不明显。Nano-CeO2在A549和H1299细胞内没有诱导自噬和凋亡的发生；20nmCeO2加入NR8383细胞中，能够抵抗H2O2所致的细胞损伤，在低剂量下5、10、20g /ml，对活性氧损伤的缓解作用明显，提示Nano-CeO2具有一定的抗氧化作用。我们的研究结果表明在实际环境中的纳米氧化铈的浓度(80ng/m3)下，纳米CeO2对人体和细胞的作用是安全的。