Carcinogenesis, Teratogenesis & Mutagenesis

Previous Articles     Next Articles

Cytotoxicity  and  genotoxicity  of  silver  nanoparticles  on  the  Chinese  hamster  lung  fibroblast  cell  line

YU  Yong-sheng1,2,3,SHI  Chang2,3,*,XU  Li-ming4,HAN  Gang2,3,YIN  Ji-ye2,3,MA  Hua-zhi 2,3,DING  Ri-gao2,3,*   

  1. Department  of  Pharmacy,  Yantai  University,  Yantai  264005
  • Received:2014-06-22 Revised:2014-09-29 Online:2014-11-30 Published:2014-11-30

Abstract:

OBJECTIVE:  To  study  the  cyto-and  genotoxicities  of  silver  nanoparticles  (silver-NPs)  on  Chinese  hamster  lung  fibroblast  cell  line  (CHL)  and  explore  their  possible  mechanisms.  METHODS:CHLs  were  exposed  to  gradient  concentrations  of  silver-NPs  2.5,5.0,10.0,20.0,40.0  and  80.0  μg/mL,then  MTT  assay  was  employed  to  reveal  the  IC50  which  was  used  to  evaluate  the  cytotoxicity  potential  of  silver-NPs.  Cell  cycle  analysis  was  performed  with  PI  dye,and  proliferation  indexes  were  calculated  as  well.  Apoptosis  was  detected  with  Annexin  V  FITC- PI  dye,morphology  changes  after  exposure  and  forward  scatter  channel  (FSC)  and  side  scatter  channel(SSC)  were  recorded  simultaneously.  Chromosomal  aberrations  were  analyzed  by  reading  slides  with  metaphases  stained  by  Giemsa.  RESULTS:Cytotoxicity  on  CHL  was  positively  associated  with  the  concentration  of  silver-NPs  (r=0.804,P<0.05), IC50  was  21.68  μg/mL.  Morphology  changes  were  clearly  visible  after  CHLs  were  treated  with  22.0  μg/mL  silver-NPs  for  24  h.  Significantly  enhanced  SSC  signal  existed  in  CHL  populations  after  periods  of  exposure  to  silver-NPs,which  implied  uptake  of  silver-NPs.  CHL  cycle  was  found  to  be  arrested  in  G2/M  phase,and  cell  proliferation  index  as  well  as  G0/G1  phase,S  phase  were  significantly  changed  compared  with  vehicle  control  (P<0.01).  Furthermore,apoptosis  was  found  to  be  significantly  increased  after  22.0  μg/mL  silver-NPs  exposure  for  24  h  (P<0.01).  Silver-NPs  exposure  also  induced  CHL  chromosome  structure  aberration  with  more  than  5%  incidence  at  all  tested  concentrations  (P<0.01).  Tetraploid  in  high  and  middle  concentrations- treated  groups  were  10  times  higher  than  the  vehicle  control(P<0.01).  CONCLUSION:Silver-NPs  showed  significant  cytotoxicity  and  genotoxicity  in  CHL,where  mitochondrial  dysfunction  and  apoptosis  might  play  important  roles.

Key words: silver , nanoparticle, Chinese , hamster , lung , fibroblast , cell, cytotoxicity, genotoxicity, cell , cycle, apoptosis