背景

纳米粒子可以是至少一维小于 100 纳米 (nm) 的工程粒子或天然粒子。  在过去的几十年中，纳米技术发展迅速，随后增加了对二氧化钛、氧化锌 (ZnO)、石墨烯和更小的量子点等纳米粒子的需求。 这些纳米粒子被广泛应用于许多行业，包括服装、食品和化妆品，具有小尺寸和优异的光学性能。

多途径暴露是纳米粒子广泛应用的结果。  纳米粒子可以通过皮肤接触、吸入或摄入以及静脉注射进入人体。  沉积后，纳米颗粒可以被上皮细胞、肺巨噬细胞和各种其他细胞类型吸收并分布在全身。

一旦纳米粒子进入体内，它们就会在它们的靶器官中积累，例如脾脏、肝脏或肾脏，并可能分布到心脏和大脑。 最近的研究已经描述了 的体外 毒性，这增加了解决这些粒子安全性的紧迫性。

巨噬细胞同时属于免疫系统和单核吞噬系统 (MPS)，是免疫反应的重要成员，因为它们吞噬了大约 95% 的入侵纳米颗粒。  然而，巨噬细胞易受外来纳米颗粒的影响，因此部分参与了组织损伤的过程。

研究结果

被巨噬细胞内化或靶向巨噬细胞的纳米颗粒可以通过产生功能损伤和降低细胞活力来诱导细胞毒性。

目前 的体外 巨噬细胞模型主要考虑肺泡巨噬细胞、小胶质细胞和肝巨噬细胞。 在 KUP5 和 Hepa1-6 细胞系的情况下，在两种细胞系中暴露于银 (Ag)、氧化铜 (CuO)、五氧化二钒 (V 2 O 5 ) 和 ZnO 纳米颗粒后，均报告了显着的细胞毒性。

还评估了影响纳米颗粒暴露后巨噬细胞细胞毒性的物理化学因素。  为此，纳米粒子的大小、形状、电荷和表面特性会影响它们的吸收和细胞相互作用。尺寸被认为是纳米颗粒吸收的重要因素。  通常，尺寸越小，细胞毒性越大。

纳米粒子也有各种形状，例如环形和管状，其中球形纳米粒子最容易被细胞内化。  值得注意的是，球形纳米粒子的细胞毒性较小，这与普遍认为毒性最强的纳米粒子很容易内化的观点相反。

纳米颗粒的表面改性也有助于它们的整体细胞毒性。  例如，二氧化硅涂层显着提高了氧化钆纳米颗粒的生物相容性，从而降低了它们的细胞毒性。

纳米颗粒介导的毒性作用以遗传损伤、氧化应激和炎症反应的形式出现。  此外，与细胞变化和相互作用有关的五个关键方面包括巨噬细胞的内化、DNA损伤、细胞死亡以及活性氧（ROS）和细胞因子的产生。

细胞内化是将外来颗粒摄入细胞的过程。  因此，这个过程受表面分子的物理和化学性质的影响。  侵入的纳米颗粒主要通过巨噬细胞的吞噬活性被吞噬。

不同纳米颗粒的 ROS 产生机制不同，线粒体是 ROS 产生的主要来源。  重要的是，并非所有纳米粒子都会诱导 ROS 产生，大多数金属纳米粒子通过芬顿型反应诱导羟基反应而产生毒性。

纳米粒子诱导巨噬细胞细胞毒性的机制类似于纳米粒子的经典毒性机制，即促炎细胞因子的产生和释放以及随后的炎症反应。  纳米颗粒还可以通过直接接触或通过氧化应激和炎症反应诱导 DNA 损伤。

细胞死亡是最不利的细胞变化，它可能以细胞凋亡的形式出现，也称为程序性死亡、自噬和坏死，或非程序性死亡。  不同类型的纳米颗粒诱导不同类型的细胞死亡。

结论

在目前的研究中，研究人员总结了纳米颗粒在体外并描述了这种相互作用后出现的细胞变化。 总之，纳米颗粒引起的巨噬细胞毒性主要通过纳米颗粒内化、炎症反应、氧化应激、细胞死亡和 DNA 损伤来证明。

未来，研究人员应研究非经典毒性机制，进一步探索 的体内巨噬细胞毒性。

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