纳米材料在生物医学领域应用广泛，随着临床应用的不断深入，纳米材料的安全性正逐渐引起关注，其中细胞对纳米颗粒的摄取是一个关键性问题。众所周知，当颗粒间存在相互作用时，往往会出现很多游离颗粒所不具备的集体效应。研究表明，磁性纳米颗粒进入和不进入细胞具有不同的调控细胞命运的机制，基于此，我们研究了间充质干细胞对组装体纳米颗粒的摄取，并与游离颗粒作对比，发现细胞对组装体纳米颗粒基本不摄取，证实了条纹组装体的安全性。另外，间充质干细胞主要通过原代提取的方式获得，在应用的过程中不可避免的会涉及传代的问题。基于此，我们初步研究了间充质干细胞代数对其摄取的影响，这为有关细胞摄取实验中对间充质干细胞代数的选择提供参考。
文章主要对不同代数SD大鼠脂肪间充质干细胞的性质做了一系列表征，包括活力、形貌、衰老水平等。发现随着代数的增加，细胞活力降低，曝露在游离γ-Fe2O3纳米颗粒的细胞活力远高于培养在120 mT组装体基底上的细胞。随着代数的增加，细胞形貌发生显著变化，衰老水平逐渐增高，并且就相同代数细胞而言，培养于120 mT组装体基底上的细胞衰老水平明显高于曝露于游离纳米颗粒的细胞及培养于空白细胞培养板上的细胞。另外，对不同代数SD大鼠脂肪间充质干细胞摄取纳米颗粒做了一系列表征。发现当细胞与游离纳米颗粒共培养时，纳米颗粒在胞内呈离散形态，铁含量高于培养于组装基底上的细胞，随着代数增大，铁含量逐渐减少，培养于基底上的细胞随着代数增加，铁含量变化不明显，纳米颗粒在胞内呈条纹排列形态。通过RT-qPCR检测发现，随着代数的增加，网格蛋白及SR-A蛋白基因表达量总体呈现降低趋势。此外，与对照组相比，当纳米颗粒存在时，网格蛋白及SR-A蛋白的表达都升高。这种情况表明，尽管纳米颗粒可能无法进入细胞，但是可以激活细胞摄取的信号通路。通过RT-qPCR检测不同处理组的不同代数细胞磁感应蛋白基因表达量，发现随着代数的增加，磁感应蛋白基因表达量逐渐降低，培养于120 mT组装体上时，磁感应蛋白基因表达最高。对于空白对照组来说，代数的改变对磁感应蛋白的影响较小。这种情况表明，磁性纳米颗粒介导的磁场对细胞的磁场作用逐渐减少，对衰老细胞的作用逐渐减少。在未来，可以进一步研究磁性纳米颗粒与细胞相互作用的研究，例如，考虑纳米颗粒在细胞内输运过程中的自组装过程。
文章已在SCIENCE CHINA Materials在线发表：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s40843-017-9088-9
研究进展