氧化锌纳米颗粒在体内和体外对角膜的毒性评估

目的:通过构建体内和体外染毒模型,观察氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)对角膜的毒性影响。方法:体外培养原代人角膜上皮细胞(HCEpiC),暴露于0.5、5、12.5、25、50、100、250μg/mL氧化锌纳米颗粒24h,设不含纳米溶液的细胞培养液为空白对照组。采用MTT比色法评估细胞的活性。三种不同浓度(25、50和100μg/mL)的氧化锌纳米颗粒分散液暴露于麻醉后小鼠结膜囊内,磷酸盐平衡缓冲液(PBS)点眼为PBS对照组,每天3次,连续7d,第1、3、5、7d观察角膜形态,第8d取出眼球,观察角膜病理改变和炎症因子(TNF-α,IL-6)表达水平情况。结果:不同浓度的氧化锌纳米颗粒处理原代人角膜上皮细胞24h后,MTT结果显示,与空白对照组相比,氧化锌纳米颗粒在0.5μg/mL即对细胞有损伤作用,细胞存活率约80%(P<0.05),5μg/mL剂量时可致半数细胞死亡,在5~250μg/mL浓度范围对细胞的损伤作用具有浓度依赖性(P<0.0001)。不同浓度的氧化锌纳米颗粒暴露小鼠结膜囊,点眼7d后,25μg/mL和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组可见部分角膜上荧光素的点状着染,100μg/mL氧化锌纳米颗粒组角膜见局部圆形荧光素着染区。HE染色结果显示,25μg/mL和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组的角膜上皮层、基质层厚度、基质层免疫细胞数目无明显改变(均P>0.05),而100μg/mL氧化锌纳米颗粒组角膜上皮层变薄、角膜基质层变厚、基质层免疫细胞明显增多(均P<0.05)。免疫组织化学染色结果显示,100μg/mL氧化锌纳米颗粒组产生TNF-α、IL-6的角膜基质免疫细胞数及TNF-α、IL-6的平均光密度(IOD)值均明显高于PBS对照组(P<0.05),且炎症反应程度具有浓度依赖性,25μg/mL氧化锌纳米颗粒和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组免疫细胞数和IOD值与PBS对照组相比均无明显增高(P>0.05)。结论:氧化锌纳米颗粒在体外和体内均对角膜具有毒性损伤作用,为氧化锌纳米颗粒眼部安全性评价提供了一定的理论依据。