纳米氧化锌具有极强的抗氧化性、抗腐蚀性、光催化性和独特的抗紫外线性，使其在光电学、橡胶工业、日用化工、食品添加剂、生物医学等方面应用广泛。纳米氧化锌可通过皮肤、呼吸道或消化道进入生物体并在体内积蓄，但机体很难排除这类微小物质，因此潜在一定的生物毒性效应，对其生物安全性的研究已成为目前的研究热点。
为了探讨纳米氧化锌是否具有肝肾细胞毒性，本研究以人正常肝细胞HL-7702和人胚肾细胞HEK293为研究对象，首先通过形态学观察、MTT(噻唑盐)比色法来检测纳米氧化锌对细胞活性的影响，然后通过单细胞凝胶电泳和微核试验检测其诱导的单链DNA断裂程度和染色体损伤程度。检测细胞内活性氧水平(包括GSH、MDA和SOD水平)，考马斯亮蓝法测定蛋白质羰基含量来探讨纳米氧化锌对细胞的氧化损伤作用及可能机制。同时，利用DNA-laddering法来研究纳米氧化锌诱导的细胞凋亡作用。一、纳米氧化锌对HL-7702及HEK293细胞的毒性作用研究通过透射电镜确定纳米氧化锌粒子粒径分布，制备成不同浓度的含氧化锌培养液与人正常肝细胞HL-7702及人胚肾细胞HEK293接触培养，通过倒置显微镜观察其形态，采取MTT法检测细胞毒性，计算相对增值率(RGR)，并进行毒性评价。形态学观察结果显示，高剂量纳米氧化锌粒子作用细胞对细胞形态的影响更为明显，可导致细胞形态变化，细胞凋亡或坏死。MTT法进行细胞毒性检测结果表明，对于HL-7702和HEK293细胞，当纳米氧化锌粒子浓度分别达到10μg/mL和25μg/mL时，纳米氧化锌实验组与对照组组相比出现显著性差异(P<0.05)，并表现出浓度-效应关系。
二、纳米氧化锌对HL-7702及HEK293细胞的遗传毒性探讨纳米氧化锌对人肝肾细胞的遗传毒性效应，采用不同浓度纳米氧化锌10、25、50、75和100μg/mL对分别对HL-7702和HEK293细胞进行染毒12h，24h和48h后，用单细胞凝胶电泳技术检测细胞的DNA的损伤程度。并采用微核试验检测染毒后双核细胞的微核发生率，以期得出纳米氧化锌体外遗传毒性。结果显示，纳米氧化锌染毒肝肾细胞后，随着培养基中纳米氧化锌浓度的增加，与对照组相比，高剂量染毒组细胞头部DNA含量(Head DNA%)显著降低，尾部DNA含量(Tail DNA%)、尾矩(Tail Moment)、Olive尾矩(Olive Tail Moment)数值显著升高(P＜0.05)；微核试验发现染毒组的微核率显著升高。研究结果提示，高浓度的纳米氧化锌可引起人肝胚肾细胞DNA和染色体水平损伤，表现出遗传毒性效应，认为其对细胞DNA的损伤个的纳米氧化锌致体外细胞毒性的主要机制之一。
三、纳米氧化锌致HL-7702及HEK293细胞氧化损伤作用的研究验证纳米氧化锌是否致使HL-7702及HEK293细胞产生氧化损伤作用，采用不同浓度的纳米氧化锌10、25、50、75和100μg/mL对细胞进行染毒处理，24h后收集细胞，检测其谷胱甘肽GSH、丙二醛MDA和超氧化物歧化酶SOD水平，探讨细胞内氧化应激水平，并通过检测蛋白质羰基含量来反映纳米材料对蛋白质的氧化损伤作用。结果表明，在纳米氧化锌处于一定剂量范围内(≤100μg/mL)，纳米氧化锌处理组总SOD和GSH酶活力降低，而MDA含量增加，且呈现一定的剂量-效应关系，在高浓度纳米氧化锌组中蛋白质羰基含量与对照组相比有显著性的升高(P<0.05)。进一步证实纳米氧化锌可对人肝肾细胞产生明显氧化损伤作用，并认为氧化损伤是纳米氧化锌导致细胞毒性的主要机制之一。
四、纳米氧化锌致HL-7702及HEK293细胞凋亡作用的研究采用DNA-ladder法探讨纳米氧化锌对人肝肾细胞凋亡作用的影响，结果表明：纳米氧化锌处理细胞后进行的DNA电泳图显示，DNA在100-200bp发生不同程度的特异性断裂，出现较明显的DNA ladder片段，提示纳米氧化锌能诱导人肝肾细胞发生凋亡作用。纳米氧化锌诱发的细胞凋亡可能是发生细胞毒性的机制之一，其有关机理还有待进一步研究。
