量子點(diǎn)體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化特征及毒性研究進(jìn)展

楊鵬飛，楊 林，況慧娟，許恒毅（南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌330047）

量子點(diǎn)體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化特征及毒性研究進(jìn)展

楊鵬飛，楊 林，況慧娟，許恒毅
（南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌330047）

作為新型熒光納米材料，量子點(diǎn)（QD）在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，QD暴露引發(fā)的潛在毒性問(wèn)題也不容忽視。QD在體內(nèi)的毒性作用與其在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化有緊密的聯(lián)系，而QD在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化過(guò)程會(huì)受到暴露途徑、暴露劑量、表面修飾材料以及粒徑等因素的影響。其中，QD的暴露途徑會(huì)影響QD在體內(nèi)的吸收和分布；暴露劑量會(huì)影響QD在體內(nèi)的代謝和排泄，進(jìn)而影響量子點(diǎn)在體內(nèi)的分布；表面修飾材料會(huì)影響QD在體內(nèi)的分布、代謝和排泄；粒徑則可影響QD在體內(nèi)的吸收、分布以及排泄，粒徑較大的QD更易在體內(nèi)存留，且難以清除。QD進(jìn)入體內(nèi)后，可通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)在肝和腎等組織器官中蓄積和降解，其降解產(chǎn)物可經(jīng)肝、脾和腎等組織器官的代謝作用后，經(jīng)糞便和尿液排出體外；此外，QD可與體內(nèi)生物大分子相互作用，損傷遺傳物質(zhì)，影響基因的表達(dá)水平，影響肝、腎和神經(jīng)等組織器官的功能，使組織器官出現(xiàn)病理和功能損傷。

量子點(diǎn)；生物轉(zhuǎn)運(yùn)；生物轉(zhuǎn)化；毒性作用

量子點(diǎn)（quantum dots，QD）是一種由Ⅱ-Ⅳ（如Cd，Se，Te和Zn）或Ⅲ-Ⅴ（如In、P）族元素組成的具有優(yōu)良熒光特性的半導(dǎo)體納米材料，粒徑為2～100 nm，其在結(jié)構(gòu)上通常由類(lèi)金屬晶體的內(nèi)核以及可增加內(nèi)核穩(wěn)定性及生物相容性的外殼組成。與傳統(tǒng)的熒光材料相比，QD具有熒光強(qiáng)度高、耐光漂白、發(fā)射光譜窄且對(duì)稱(chēng)和吸收光譜較寬等特點(diǎn)，且可根據(jù)不同的用途，利用不同的材料對(duì)QD的外層進(jìn)行功能化修飾。憑借著這些優(yōu)點(diǎn)，QD在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，如功能化的QD可作為藥物載體并對(duì)其進(jìn)行高精度輸送，用于光動(dòng)力治療癌癥以及作為熒光探針用于體內(nèi)特定器官或者腫瘤的成像等［1-2］。然而，QD在應(yīng)用過(guò)程中引發(fā)的生物毒性問(wèn)題也隨之受到研究者的關(guān)注。許多體外研究已表明，QD具有細(xì)胞毒性。與QD細(xì)胞毒性相關(guān)的毒性機(jī)制的研究也有一些公認(rèn)的研究成果［3］，如QD可誘導(dǎo)活性氧（reactive oxygen species， ROS）的生成，引起氧化應(yīng)激反應(yīng)、細(xì)胞凋亡以及基因毒性；QD粒徑大小和形狀、外殼或外包材料的理化性質(zhì)、暴露的時(shí)間濃度和方式，以及所處的微環(huán)境都會(huì)影響QD的細(xì)胞毒性。此外，QD在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化會(huì)影響其引發(fā)的活體毒性效應(yīng)。本文回顧總結(jié)已有的QD毒性效應(yīng)的研究，對(duì)QD在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄（ADME）行為及其對(duì)不同靶器官引發(fā)的毒性效應(yīng)和機(jī)制方面的研究，以期為今后QD毒性的研究和應(yīng)用提供參考。

1 量子點(diǎn)在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化特征

QD在動(dòng)物體內(nèi)的分布代謝受多方面因素的影響［4］，除了傳統(tǒng)意義上的“劑量”之外，QD的暴露途徑以及粒徑大小、表面修飾材料的理化特性等因素都會(huì)影響其在體內(nèi)的ADME，進(jìn)而會(huì)影響QD在體內(nèi)的毒性效應(yīng)。因此，深入了解QD在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化特征，有利于闡明其在體內(nèi)的毒性效應(yīng)。

1.1 量子點(diǎn)在體內(nèi)的吸收和分布

目前的研究表明，QD可通過(guò)皮膚吸收、吸入暴露、經(jīng)口染毒以及注射給藥的方式進(jìn)入體內(nèi)。盡管職業(yè)暴露以及環(huán)境暴露會(huì)通過(guò)皮膚吸收和吸入的方式進(jìn)入體內(nèi)，但目前研究QD毒性的暴露方式仍主要是注射給藥［4］。此外，QD粒徑及表面修飾的不同對(duì)體內(nèi)吸收也會(huì)造成影響。

除了暴露途徑的影響，QD暴露劑量、表面修飾材料以及粒徑的差異也會(huì)影響其在體內(nèi)的分布。Geys等［5］研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向小鼠尾靜脈注射不同劑量（最低劑量為每只小鼠注射1.44 pmol）的CdSe/ ZnS QD后，在肝和血液中均能檢測(cè)到Cd2+。然而，Roberts等［6］通過(guò)向每只大鼠氣管滴入12.5 μg Cd/Se/ZnS QD，只在肺中檢測(cè)到Cd2+，其他組織器官（心、腦、血液、肝）Cd2+的含量均低于檢測(cè)限。暴露劑量＞144 pmol時(shí)，Cd2+在肝和肺中的濃度隨暴露劑量的增加而增大；暴露劑量＜144 pmol時(shí)，肺中未檢測(cè)到Cd2+。Tang等［7］分別向小鼠尾靜脈注射QSH620（羧基修飾的CdSe/ZnS）10 nmol·kg-1、QSQ620〔丙烯酸酯修飾（polyethylene glycol，PEG）的QSH620〕10 nmol·kg-1、QMG620（聚乙二醇修飾的QSH620）10 nmol·kg-1。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，QSQ620主要分布在肺中，肝和脾中也有較高的蓄積；而QSH620和QMG620主要分布于肝組織。Loginova等［8］分別ig給予小鼠聚硫醇與二氧化硅的偶聯(lián)物修飾的CdSe/ZnS QD 200 pmol、聚硫醇修飾的CdSe/ZnS QD 200 pmol、3-巰基丙酸修飾的CdSe/ZnS QD 290 pmol。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，24 h內(nèi)，3種QD在小鼠體內(nèi)分布相似，且只能在消化系統(tǒng)器官中檢測(cè)到熒光信號(hào)。Su等［9］研究發(fā)現(xiàn)，水化粒徑（hydrodynamic diameter，HD）不 同 的 CdTe QD535（HD為2.9 nm）、QD605（HD為3.5 nm）、QD685（HD為4.5 nm）在0.2 nmol的劑量下暴露4 h后，均主要蓄積在肝中，且肝對(duì)QD的吸收隨粒徑的增大而減少，而脾對(duì)QD的吸收隨粒徑的增大而增加。表1歸納匯總了QD暴露劑量和表面修飾材料的差異對(duì)其在組織器官中分布和蓄積的影響以及幾種不同的QD在體內(nèi)的分布和蓄積情況。如表1所示，QD主要分布蓄積在網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)（肝、脾、淋巴）和腎中；QD在體內(nèi)的半衰期長(zhǎng)，能長(zhǎng)時(shí)間在體內(nèi)存留［11］；粒徑較大的QD在體內(nèi)留存時(shí)間更長(zhǎng)且更難以清除［9］；表面修飾的差異會(huì)影響QD在組織中的吸收和分布［5］。

1.2 量子點(diǎn)在體內(nèi)的代謝和排泄

表1 不同類(lèi)型的的量子點(diǎn)在體內(nèi)的分布和蓄積

網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)可以吞噬粒徑＞100 nm的QD并轉(zhuǎn)移至肝，QD的外殼和涂層會(huì)減弱其在細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中的毒性，然而QD的外殼和涂層可能會(huì)參與體內(nèi)的酶代謝或者受體內(nèi)生物環(huán)境的影響而使QD出現(xiàn)降解，從而增大QD的毒性［4］?，F(xiàn)有報(bào)道主要以CdTe類(lèi)QD為模型，闡述了QD體內(nèi)的降解特性。發(fā)現(xiàn)游離Cd2+的生物半衰期是Te2-的10～12倍，表明游離的Te2-更易被清除［14］。游離的Cd2+可誘導(dǎo)金屬硫蛋白（metallothionein，MT）的表達(dá)上升，表明MT的表達(dá)水平可用來(lái)衡量體內(nèi)游離Cd2+含量變化［15］。因此，通過(guò)測(cè)定Cd與Te的摩爾比及MT的表達(dá)量變化，可以客觀地評(píng)價(jià)CdTe類(lèi)QD體內(nèi)的降解特性。例如，Lin等［14］研究了QD705在腎中降解情況，發(fā)現(xiàn)QD705可在腎中降解且在暴露后前4周降解程度最大；進(jìn)一步通過(guò)與CdCl2組和空白對(duì)照組比較，發(fā)現(xiàn)第16周腎中Cd與Te的摩爾比較第1、2和4周有顯著增加，且第4周QD705組的MT的表達(dá)量與對(duì)照組比較增加了大約420%，在第16周腎中MT-1的表達(dá)量高于第4周。而肝和脾中Cd與Te的摩爾比在第16周無(wú)顯著變化。Liu等［13］研究了CdTe/ZnS QD在小鼠體內(nèi)的降解情況，結(jié)果顯示，CdTe/ZnS QD在肝和腎中均顯著降解，其中Cd主要在肝、腎和脾中蓄積，Te主要在腎中蓄積。然而，QD降解程度的不同，其降解產(chǎn)物存在形式也難以確定，可能會(huì)以裸核的形式存在，也可能是以離子的形式存在，也可能兩種形式都有，而這也會(huì)影響對(duì)QD毒性的評(píng)價(jià)。

QD在進(jìn)入血液后除了會(huì)在組織器官中蓄積和降解，還有以下兩種代謝途徑［16-17］：①與血清蛋白或其他特異性蛋白結(jié)合并參與全身循環(huán)，在肝和脾中可被吞噬細(xì)胞（如肝Kupffer細(xì)胞、脾B細(xì)胞）吸收，并在調(diào)理素作用下排出體外；②經(jīng)腎代謝及肺泡內(nèi)的巨噬細(xì)胞吞噬后排出體外。目前的研究通常用檢測(cè)QD相關(guān)組成元素在組織中的含量變化來(lái)評(píng)價(jià)QD在體內(nèi)的排泄。Yang等［18］研究了水相合成的ZnO-PEG和ZnS-PEG的QD體內(nèi)清除行為，發(fā)現(xiàn)在QD暴露后1，24 h和7d的尿液樣品中均能檢測(cè)到Zn；且2和6 mg·kg-1劑量組小鼠的糞樣中也檢測(cè)到大量的Zn，說(shuō)明該類(lèi)型QD可通過(guò)體內(nèi)代謝排出體外。在20 mg·kg-1劑量下，ZnO-PEG在肝和脾中的清除率要比ZnS-PEG快。Ma-Hock等［12］在戊二醛包被的CdS/Cd（OH）2QD吸入毒性研究中，在第4～5天及第24～25天尿液樣品中未檢測(cè)到Cd，而Cd存在于糞樣中，其含量在第24～25天明顯降低，表明QD可通過(guò)肝代謝排出體外。同時(shí)，也有研究顯示，QD在體內(nèi)的清除率很低，可在體內(nèi)長(zhǎng)期存在。Ma-Hock等的吸入毒性實(shí)驗(yàn)表明，雖然戊二醛包被的CdS/Cd（OH）2量子點(diǎn)可被清除出體外，但Cd在肺中第24～25天的含量較第4～5天略低，表明其在肺中的清除率較低。Yang等［19］研究發(fā)現(xiàn)，小鼠暴露CdTe/ZnS-PEG-5000未被清除出體外，表明該QD的清除率很低。

2 量子點(diǎn)的體內(nèi)毒性研究

2.1 體內(nèi)毒性的常規(guī)評(píng)價(jià)方法

QD體內(nèi)毒性的評(píng)價(jià)及檢測(cè)方法主要有血清生化指標(biāo)檢查、血液檢查和組織器官的病理檢查［20］。血清生化指標(biāo)的變化可反映QD對(duì)肝腎功能的影響。血液中細(xì)胞數(shù)量的變化則可反映QD在血液中與細(xì)胞的相互作用情況以及QD引起的炎癥反應(yīng)。檢測(cè)組織器官的病理改變可直觀地評(píng)價(jià)QD對(duì)組織器官的損傷作用。肝功能指標(biāo)主要包括血清谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶、總膽紅素、直接膽紅素、白蛋白、球蛋白等；腎功能指標(biāo)主要有尿素氮、尿酸、肌酐等；常見(jiàn)的血液指標(biāo)有紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、平均紅細(xì)胞血紅蛋白濃度、血小板數(shù)和白細(xì)胞數(shù)、淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)及中性粒細(xì)胞比例等。

2.2 組織器官毒性

QD進(jìn)入生物體會(huì)影響細(xì)胞的代謝，造成組織器官的損傷，影響組織器官的功能［11，18，21-22］。肝是維持生命活動(dòng)和代謝穩(wěn)態(tài)的重要器官之一，QD在肝蓄積，可能對(duì)肝功能產(chǎn)生負(fù)面影響。若肝出現(xiàn)損傷，則谷丙轉(zhuǎn)氨酶、血清谷草轉(zhuǎn)氨酶以及總膽紅素的含量會(huì)升高，其升高程度和受損程度一致。若肝受損，則肝組織會(huì)出現(xiàn)病理變化，如細(xì)胞水腫、細(xì)胞質(zhì)成松散的泡狀、單核細(xì)胞浸潤(rùn)、點(diǎn)狀肝細(xì)胞壞死等現(xiàn)象。腎是機(jī)體排泄代謝產(chǎn)物的重要器官，對(duì)維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定也有著重要的作用。若血液中的QD進(jìn)入腎后造成腎損傷，則會(huì)使血液中的尿素氮及尿酸等含量上升，同樣也會(huì)使腎組織出現(xiàn)病理性改變，如腎間充質(zhì)水腫、腎小球毛細(xì)血管內(nèi)皮腫脹和中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)等現(xiàn)象。

Tang等［7］研究發(fā)現(xiàn)，反映肝功能的谷丙轉(zhuǎn)氨酶和血清血清谷草轉(zhuǎn)氨酶以及反映腎功能的肌酐顯著的增加，在肝腎切片中觀察到肝組織出現(xiàn)毛細(xì)血管擴(kuò)張、出血、細(xì)胞腫脹以及細(xì)胞質(zhì)成松散的泡狀的現(xiàn)象，腎組織中出現(xiàn)腎小球毛細(xì)管內(nèi)皮腫脹的現(xiàn)象。Nurunnabi等［21］、Yang等［18］和Liu等［22］的實(shí)驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)反映肝和腎損傷的血清生化指標(biāo)有顯著變化，也未在肝和腎組織切片中發(fā)現(xiàn)明顯的病理學(xué)損傷。

QD進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)后，可穿過(guò)血腦屏障進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)［23］或被嗅神經(jīng)元的突起末梢攝取，并被轉(zhuǎn)運(yùn)到神經(jīng)元，進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，破壞神經(jīng)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、引起突觸功能紊亂、削弱神經(jīng)突觸的可塑性及在齒狀回區(qū)域突觸的傳導(dǎo)［15］，從而影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能。Chen等［24］研究了鏈霉親和素包被的CdSe/ZnS QD對(duì)大鼠神經(jīng)系統(tǒng)的毒性作用，通過(guò)測(cè)量輸入/輸出功能、雙脈沖比值以及突觸傳遞速率的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)值的變化，發(fā)現(xiàn)該QD可引發(fā)海馬神經(jīng)元細(xì)胞的自我吞噬的方式使海馬CA1區(qū)域的突觸傳遞功能受損。作者通過(guò)評(píng)估突觸傳遞速率的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)在海馬CA1區(qū)域的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在海馬CA1區(qū)域，自我吞噬作用對(duì)由QD誘導(dǎo)的突觸可塑性損傷起了關(guān)鍵性作用。Gao等［25］在大鼠模型的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期暴露（7d）QD會(huì)影響大鼠的學(xué)習(xí)效率，但不影響學(xué)習(xí)能力，表明QD會(huì)削弱海馬神經(jīng)突觸的可塑性并影響大鼠的空間記憶形成過(guò)程。

文獻(xiàn)報(bào)道的關(guān)于QD引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷機(jī)制可能有3條途徑［26］：QD誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)、炎癥反應(yīng)及離子通道門(mén)控改變損傷。由于QD的種類(lèi)多樣性和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的復(fù)雜性，給實(shí)驗(yàn)研究QD的神經(jīng)毒性帶來(lái)了一定難度，所以仍需大量的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)全面評(píng)價(jià)QD對(duì)整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毒性效應(yīng)。

2.3 遺傳毒性

研究表明，QD在組織器官中蓄積不僅會(huì)引起組織器官功能性的損傷，同時(shí)也可使遺傳物質(zhì)在染色體水平、分子水平和堿基水平上受到不同程度的損傷，引起遺傳毒性。彗星實(shí)驗(yàn)、凝膠電泳梯度分析、微核試驗(yàn)以及DNA加合物分析等常用來(lái)評(píng)價(jià)QD引發(fā)的遺傳毒性。Khalil等［27］研究了巰基乙酸修飾的CdSe QD（MAA-QD）和巰基乙酸修飾的摻有鈷的CdSe QD（MAA-QD+Co2000）在暴露劑量分別為500，1000和2000 mg·kg-1時(shí)對(duì)小鼠肝和骨髓的遺傳毒性，通過(guò)凝膠電泳梯度分析、微核實(shí)驗(yàn)以及DNA加合物分析發(fā)現(xiàn)，MAA-QD只在2000 mg·kg-1劑量下出現(xiàn)DNA片段化、微核含量增加、DNA加和物的產(chǎn)生等基因損傷現(xiàn)象，MAA-QD+Co2000在1000 和2000 mg·kg-1劑量下均導(dǎo)致基因損傷。Liu等［28］研究了CdS QD在小鼠體內(nèi)的基因毒性，彗星實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在淋巴細(xì)胞中出現(xiàn)基因損傷的現(xiàn)象。

此外，對(duì)基因轉(zhuǎn)錄水平的分析也是評(píng)價(jià)QD活體毒性重要部分。Aye等［29］不僅利用彗星實(shí)驗(yàn)和微核測(cè)試研究了CdSe/ZnS QD在大鼠模型中的基因毒性，并且通過(guò)研究磷酸化的熱休克蛋白70、腫瘤壞死因子α和胱天蛋白酶3等基因的轉(zhuǎn)錄水平評(píng)價(jià)了CdSe/ZnS QD引發(fā)的基因毒性。有文獻(xiàn)報(bào)道，QD暴露可引起大量ROS的產(chǎn)生，ROS的含量過(guò)高可導(dǎo)致DNA結(jié)構(gòu)的破壞，并抑制轉(zhuǎn)錄和翻譯等，從而引發(fā)遺傳毒性［20］。然而Aye等［29］的實(shí)驗(yàn)表明，QD在沒(méi)有引起氧化應(yīng)激和炎癥出現(xiàn)的情況下，腦和肝中也會(huì)出現(xiàn)遺傳毒性，這表明氧化應(yīng)激和炎癥并不能充分解釋QD在組織器官中所引起的遺傳毒性。

2.4 量子點(diǎn)的體內(nèi)毒性作用機(jī)制

圖1 量子點(diǎn)體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)毒性機(jī)制

如圖1［16-17，30］所示，QD以吸入的方式進(jìn)入體內(nèi)后，在肺泡和支氣管等部位沉積并引發(fā)炎癥，部分QD可以被嗅神經(jīng)末梢攝取，并被運(yùn)輸?shù)缴窠?jīng)元及中樞神經(jīng)系統(tǒng)，引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)毒性。此外，QD還可經(jīng)呼吸道上皮細(xì)胞進(jìn)入肺間充質(zhì)組織，引發(fā)炎癥，并可能穿透氣血屏障進(jìn)入血液循環(huán)或淋巴系統(tǒng)分布到其他組織器官；吸入的QD還可被肺泡巨噬細(xì)胞吞噬，并被排出體內(nèi)。以靜脈注射、胃腸道吸收的方式以及從肺部轉(zhuǎn)移到血液中的QD會(huì)被特異性蛋白或者血清蛋白結(jié)合，經(jīng)巨噬細(xì)胞等的攝取，進(jìn)入肝和脾后，可在肝和脾中蓄積并引發(fā)毒性作用；也可經(jīng)代謝排出體外；在血液中未被特異性結(jié)合的QD以及未被肝和脾吸收的QD會(huì)經(jīng)胞飲等作用穿過(guò)內(nèi)皮進(jìn)入淋巴液，并能最終進(jìn)入心、腎、淋巴等組織器官，引發(fā)毒性應(yīng)。在分子水平上，QD可與生物系統(tǒng)內(nèi)的磷脂分子、蛋白質(zhì)分子以及DNA分子等生物大分子相互作用，并影響這些生物大分子的活性及細(xì)胞的正常代謝，進(jìn)而影響組織器官的功能。此外，QD的粒徑、形狀、表面的理化性質(zhì)以及QD表面的化學(xué)修飾都會(huì)影響QD與生物系統(tǒng)內(nèi)各組成成分的相互作用［31］，進(jìn)而影響QD的毒性作用。

3 結(jié)語(yǔ)

雖然已有的研究結(jié)果使人們對(duì)QD在體內(nèi)的毒性效應(yīng)有了一定的認(rèn)識(shí)，但是對(duì)QD活體毒性的作用機(jī)制仍缺少系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。QD在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化結(jié)果會(huì)影響QD的活體毒性，因此，研究QD在體內(nèi)的ADME特征仍然是把握QD在體內(nèi)的毒性效應(yīng)的基礎(chǔ)。今后毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)中仍需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)不同角度的問(wèn)題：①表面修飾材料對(duì)QD在體內(nèi)的ADME的影響；②QD對(duì)呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)的毒性影響；③從基因表達(dá)及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路層面評(píng)價(jià)QD的毒性，并結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)分析探究引起臟器損傷與炎癥反應(yīng)的機(jī)制。

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（本文編輯：?jiǎn)毯纾?/p>

Research advances in characteristics of biotransport and biotransformation and toxicities of quantum dots in vivo

YANG Peng-fei，YANG Lin，KUANG Hui-juan，XU Heng-yi
（State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang 330047，China）

As a novel fluorescent nanomaterial，quantum dots（QDs）have a prospect for wide application.However，the adverse effects of QDs have become a concern among and more researchers.The toxic actions of QDs in vivo are closely associated with the biotransport and biotransformation of QDs，which can be affected by the exposure pathways，exposure dose，surface modification and the particle size.Among them，the exposure pathways can affect the absorption and distribution of QDs in vivo，the exposure dose can affect the metabolism and excretion，thus influencing the distribution of QDs in vivo，the surface modification can affect the distribution，metabolism and excretion of QDs in vivo，the particle size can affect the absorption，distribution and excretion of QDs in vivo，and larger QDs are more likely to remain in the body and difficult to remove.QDs can enter the body through the circulatory system，get accumulated and degraded in the liver，kidney and other organs.The degraded products can be excerted through excrement and urine under the metabolism in the liver，spleen and kidneys.In addition，QDs can interact with biological macromolecules in the body，causing DNA damage，affecting the function and gene expression level of the liver，kidney，nervous system and other organs，and resulting in pathological and functional damage to tissues and organs.

quantum dots；biological transport；biotransformation；toxic actions

The project supported by National Natural Science Foundation of China（81560537）；Major Program of Natural Science Foundation of Jiangxi Province（20143ACB21003）；and Training Plan for the Young Scientist （Jinggang Star）of Jiangxi Province（20142BCB23004）

XU Heng-yi，E-mail：kidyxu@163.com，Tel：（0791）88304447-9512

R99

A

1000-3002-（2015）06-01007-07

10.3867/j.issn.1000-3002.2015.06.020

國(guó)家自然科學(xué)基金（81560537）；江西省自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（20143ACB21003）；江西省青年科學(xué)家（井岡之星）培養(yǎng)項(xiàng)目（20142BC23004）

楊鵬飛，男，碩士研究生，主要從事食品毒理學(xué)研究；許恒毅，男，博士，副研究員，主要從事食品生物技術(shù)與納米生物技術(shù)的研究。

許恒毅，E-mail：kidyxu@163.com，Tel：（0791）88304447-9512

（2014-12-17接受日期：2015-04-03）