阳离子脂质体诱导的细胞氧化应激损伤

韩磊¹崔韶晖^1,2* 马启晨² 陈星妍² 王莹² 张树彪^2*

(¹大连工业大学生物工程学院, 大连 116034; ²大连民族大学生命科学学院, 生物技术与资源利用教育部重点实验室, 大连 116601)

摘要 :

人工合成制备的阳离子脂质体作为一种重要的基因和药物载体, 具有很多优点, 但其对细胞的毒性作用机制尚不明确, 严重影响其临床应用。该文对阳离子脂质体是否通过诱导细胞产生氧化应激反应, 进而导致细胞毒性的相关作用机制进行了研究。实验使用人肺癌细胞(NCI-H460)和人胚肺正常细胞(MRC-5), 采用CCK-8法、活性氧簇(ROS)荧光标记形态学观察、流式细胞术定量测定及活性氧簇自由基检测等方法, 研究对比了三种头部结构不同, 连接键和疏水尾部均相同的阳离子脂质体细胞毒性作用机制。这三种脂质体分别由三肽头部的N,N-双十四烷氧酰胺乙基三聚鸟氨酸酰胺(CDO14)、单季铵盐头部的N,N-双十四烷氧酰胺乙基-N,N-二甲基碘化铵(CDA14)和双季铵盐头部的1, 2-双-[N-十四烷氧酰胺乙基-N,N-二甲基碘化铵]乙烷(CTA14)制备。研究结果表明, 三种阳离子脂质体诱导的超氧化物、过氧化氢(H2O2 )、羟自由基(•OH)、一氧化氮(NO)和丙二醛(MDA)等ROS均与作用剂量呈正相关, 其中CDA14和CTA14高浓度处理组(0.10 μmol/L和0.20 μmol/L)与低浓度处理组(0.05 μmol/L常规转染浓度)及空白对照组相比差异极显著, 而CDO14只在0.20 μmol/L处理组有显著差异, 且三种脂质体对NCI-H460细胞的氧化应激损伤值均高于MRC-5细胞。因此, 肽头部脂质体CDO14产生的氧化应激损伤远小于单季铵盐头部脂质体CDA14, 而CDA14又小于双季铵盐头部脂质体CTA14。综上所述, 阳离子脂质体诱导的细胞氧化应激损伤与其头部结构和剂量密切相关。该研究为阳离子脂质体的生物安全性及新型阳离子类脂结构设计提供科学参考。