纳米氧化亚铜和氧化铜的肺细胞毒性差异及影响因素

纳米农药的广泛应用将不可避免导致其重要成分(比如纳米氧化铜和纳米氧化亚铜)的环境残留.人体可通过灰尘吸入、饮水及农产品摄入等方式暴露于纳米氧化铜和纳米氧化亚铜.因此,阐明它们的健康危害具有重要意义.本研究我们首次对比研究了纳米氧化铜和纳米氧化亚铜的A549肺细胞毒性差异,并从氧化应激和线粒体损伤角度探讨了细胞毒性作用机制.实验结果表明纳米氧化铜和纳米氧化亚铜均具有显著的A549细胞毒性,观察到的最低效应浓度分别为20 mg·L-1 和5 mg·L-1.纳米氧化亚铜表现出更强的细胞毒性作用,100 mg·L-1时细胞活性抑制率达到95％.活性氧实验结果表明纳米氧化铜和纳米氧化亚铜均可诱导活性氧生成,呈现时间与浓度依赖关系.纳米氧化亚铜的活性氧诱导作用明显强于纳米氧化铜,24 h最大诱导率分别为对照组的3.5倍和1.5倍.线粒体膜电位实验结果表明纳米氧化亚铜比纳米氧化铜具有更强的线粒体去极化作用,并呈剂量(1～100 mg·L-1)依赖关系,最大线粒体膜电位下降率分别为60％和20％.活性氧和线粒体膜电位的结果与细胞毒性的结果基本一致,提示了氧化应激和线粒体损伤可能是导致纳米氧化铜和纳米氧化亚铜细胞毒性的关键分子机制.本研究揭示了纳米氧化铜和纳米氧化亚铜的肺细胞毒性差异及潜在分子机制,可为纳米农药的健康风险评估及合理施用提供重要理论依据.