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纳米铜是粒径达纳米级的铜颗粒,其工业用途广泛,在生物医药领域也显示出良好的应用前景.因此纳米铜一旦长期使用,对人体和环境的负面效应值得关注.已有研究发现纳米铜能引起小鼠肝脏和肾脏毒性损伤.但截止目前,有关纳米铜的毒作用机制尚不清楚.目的 利用毒理基因组学技术研究纳米铜的肝脏毒性机制,探索毒性生物标志物.方法 SPF级雄性Wiatar大鼠30只,随机分为溶剂对照组(1％ HPMC),微米铜组(200 mg/kg),纳米铜高、中、低剂量组(50、100和200 mg/ks),10ml/kg经口灌胃染毒,每日一次,连续五天.染毒结束后,留取肝组织进行基因组学研究.每组中各选取三只动物的肝脏进行表达谱分析,每只动物对应一张芯片.利用SAM(Significant Analysis of Microarray)软件对处理组和溶剂对照组大鼠肝脏组织的基因表达谱进行差异分析,利用在线软件Molecular Annotation System 2.0对差异基因进行功能注释和通路分析.结果 在纳米铜高剂量组的差异表达基因中,上调基因主要集中于外部刺激反应、信号转导和代谢过程,以及氧化应激、糖酵解和糖异生、有机物氧化供能、细胞进程的负向调节、转运体功能等功能分类.下调基因主要集中于氧化还原酶活性、代谢过程和电子转移,以及铁离子结合、酶活性抑制、脂质合成、线粒体脂肪酸β氧化和MAPK信号转导途径等功能分类.与代谢过程相关的基因主要编码一些在重要能量代谢生化途径中起关键作用的关键酶,比如糖酵解和糖异生、线粒体脂肪酸β氧化、脂肪酸代谢、脂质生物合成、胆固醇合成、类固醇合成和尿素代谢等生化过程.此外我们还发现一些与氧化应激和ATP耗竭相关的基因在纳米铜亚毒性剂量的暴露条件下已经发生差异表达,而这种差异表达的程度在毒性剂量条件下变得更加显著,因此这些基因对纳米铜的毒性预测和毒性标志物研究很有意义.结论 能量代谢紊乱和氧化应激性损伤在纳米铜导致大鼠肝脏损伤的过程中起到重要作用,可能是其毒性作用机制之一.其中一些与氧化应激和ATP耗竭相关的基因对毒性标志物研究具有重要意义.毒理基因组学技术应用于纳米毒理学研究具有较大优势,在预测未知化合物毒性时要比传统毒理学方法更加敏感.