随着纳米技术的发展,纳米银(AgNPs)在纳米尺度上显示出独特的物理、化学和生化特性,在生物医学领域和日常生活中应用广泛。AgNPs及其相关产品在生产、使用和废弃的过程中不可避免地导致了银颗粒在环境中的释放,极大地增加了职业人群和一般公众暴露的潜在风险。随着对环境安全和人类健康的日益关注,AgNPs的毒性机制尤其是其遗传毒性机制的研究以及评估AgNPs的潜在风险是目前两个急需解决的问题。本论文主要是以人鼠杂交瘤AL细胞为研究对象,在亚细胞器层面探究不同尺寸AgNPs诱导多位点基因缺失突变的作用机制。首先,研究了三种粒径AgNPs的内化途径差异对其遗传毒性的影响。利用透射式电子显微镜(TEM)结合细胞切片技术研究了不同粒径AgNPs在细胞内的分布情况,研究结果发现5 nm粒径AgNPs主要通过质膜的液相入胞,25 nm粒径AgNPs主要通过网格蛋白和小窝蛋白介导的胞吞作用内化到细胞中,75nm粒径AgNPs主要通过能量依赖的胞饮作用。通过微核形成率及CD59基因突变率的检测,发现AgNPs诱导的遗传毒性与其粒径呈负相关关系,而与处理时间、剂量呈正相关关系;利用CD59基因突变谱实验检测,发现了小粒径AgNPs可以诱导产生基因多位点缺失突变。其次,探究了 AgNPs对溶酶体及线粒体结构及功能的影响,研究溶酶体及线粒体功能障碍对AgNPs诱导的基因缺失突变的贡献。研究发现,AgNPs诱导了粒径依赖的线粒体及溶酶体结构和功能损伤;ROS清除剂N-Acetyl-L-cysteine(NAC)或Mito-TEMPO存在的情况下,可以显著降低5 nm AgNPs的遗传毒性;线粒体DNA缺失型—ρ0AL细胞对AgNPs诱导产生的CD59基因突变和微核形成的弱响应性,揭示了线粒体在AgNPs诱导遗传毒性中的重要作IDN-6556配制用。进一步研究显示,小粒径AgNPs一方面可以引起溶酶体渗透膨胀和溶酶体应激的结构损伤;另一方面可以影响溶酶体膜上质子泵H+-ATPase功能,诱发溶酶体碱化和内部酶活下降的功能损伤;而溶酶体的重新酸化可以一定程度上降低AgNPs诱导产生的遗传毒性。最后,在细胞自噬的层面上,发现了 AgNPs能够诱导产生粒径依赖的细胞自噬。其中,5 nm粒径AgNPs诱导了自噬流的阻断,并通过抑制自噬小体与溶酶体的融合,诱导产生自噬功能障碍;而溶酶体保护剂对自噬功能的重新激活降低了 5 nm粒径AgNPs诱导的遗传毒性。综上,AgNPs的内化途径,线粒体与溶酶体的交互作用及细胞自噬共同参与了 AgNPs诱导的基因多位点缺失突变。一方面,AgNPs诱导了粒径依赖的Keratoconus genetics溶酶体和线粒体的损伤;另一方面,其诱导产生的受损的细胞自噬无法清除损伤细胞器的积累和ROS的堆积,继而加剧了 AgNPs引起的DNA损伤、染色体畸变和CD59基因突变。本研究揭示了 AgNPs诱导基因多位点缺失突变的作用机制,为开发有效的纳米毒性评估方法开辟MLN8237细胞培养了新的思路和途径。