稀土纳米材料促小鼠成骨细胞增殖作用的分子机制研究

随着稀土纳米材料的广泛应用，其生物学效应越来越引起科学家和公众的关注。稀土纳米材料生物学效应机理的阐明是解决如何导致生物学效应的前提，纳米材料在骨髓的蓄积使得关注其骨细胞生物效应成为必要，目前最为关注的问题是其对成骨细胞的增殖影响及机制。本项目选取现在应用最广泛的纳米CeO2、La2O3和Y2O3三种稀土纳米材料，研究稀土纳米材料对小鼠成骨细胞增殖的影响，并从细胞粘附、周期调控和氧化应激三个方面对其促成骨细胞增殖效应的机理进行研究，从细胞及分子水平探讨稀土纳米材料对成骨细胞的调控作用，其研究成果将有助于阐明稀土纳米材料生物学效应机理，对开展稀土纳米材料生物学效应研究及安全性评价具有重要意义。

随着稀土纳米材料的广泛应用，其生物学效应越来越引起科学家和公众的关注。稀土纳米材料在骨组织中的蓄积使得关注其骨细胞生物效应成为必要，目前最为关注的问题是其对成骨细胞增殖的影响及其机制。本项目合成了多种尺寸和形貌的纳米CeO2、Y2O3和La2O3三种稀土纳米材料，并成功分离了小鼠原代成骨细胞。在对三种稀土纳米材料的形貌、粒径、比表面积、晶型以及在细胞培养基中的粒径分布等理化性质充分研究的基础上，以本实验室建立的小鼠原代成骨细胞为模型，系统研究了纳米CeO2、Y2O3和La2O3对成骨细胞增殖的影响，并从细胞周期调控、细胞粘附和氧化应激三个方面解释了稀土纳米材料影响成骨细胞增殖的机制。纳米CeO2能够推动成骨细胞跨越G1/S限制点进入S期，推动细胞周期向前进行，增加细胞的粘附力，清除细胞内的活性氧，从而促进细胞增殖。纳米Y2O3和La2O3能够引起细胞内活性氧水平升高，诱导细胞凋亡相关通路，从而抑制细胞增殖。还研究了纳米CeO2、Y2O3和La2O3对小鼠成骨细胞分化和矿化功能的影响。项目研究了稀土纳米材料尺寸、形貌及类型与其生物效应之间的关系，从细胞及分子水平探讨了稀土纳米材料对成骨细胞增殖的调控机制及对成骨细胞分化和矿化功能的影响。研究成果将有助于阐明稀土纳米材料生物学效应机理，对开展稀土纳米材料生物学效应研究及安全性评价具有重要意义。