银纳米粒子由于小尺寸效应和表面效应显著增强，其杀菌能力相比传统含银抗菌材料产生了质的飞跃，是一种具有广谱高效抗菌性能的新型纳米生物材料，近几年来在医学研究领域获得了非常广泛的应用。然而，由于目前还未形成纳米材料安全性评价的标准体系，随着越来越多的纳米银生物材料投入市场，纳米银的毒性作用及其机理研究逐渐引起了广大科研工作者的关注。一些研究报道显示，纳米银对大多数动物细胞产生细胞毒性，但细胞毒性机理尚不明朗。　　 本论文的研究目的是在银纳米粒子与细胞相互作用的检测基础上，采用基因表达谱芯片技术结合生物信息学分析，在基因表达水平上研究银纳米粒子对人皮肤成纤维细胞的细胞毒性机理，并为在分子水平上建立基于基因表达谱芯片技术的生物材料与细胞相互作用机理的研究方法打下基础。　　 本论文的具体工作如下：　　 1.通过流式细胞术实验对200μM，20 nm纳米银作用HDF-f细胞1、4、8 h后细胞周期和细胞凋亡率变化进行分析。结果显示，纳米银作用后，细胞可能出现DNA损伤，并导致细胞周期的停滞；与正常培养的细胞相比，纳米银作用后，细胞凋亡率没有发生显著变化，而8h的凋亡率在三个时间点中相对最高，表明纳米银诱导的细胞凋亡可能随着时间变化逐渐显现。　　 2.以正常培养的HDF-f细胞作为正常对照组，200μM，20 nm纳米银处理1、4、8 h后的细胞作为实验组，采用Illumina公司的全基因组表达谱芯片Human-6 V3 Expression BeadChip Array进行了基因表达谱芯片实验，筛选出了三个时间点不重复的共计1593个差异表达基因；通过荧光定量RT-PCR实验验证了芯片实验的可靠性和准确性。　　 3.应用Cluster&TreeView软件对200μM，20 nm银纳米粒子作用HDF-f细胞1、4、8h后的差异表达基因进行了层次聚类，获得了具有不同表达模式的五个基因簇；应用DAVID功能注释工具对五种表达模式的基因簇分别进行基因本体论（Gene Ontology，Go）注释分析，得到了不同表达模式中所含基因在GO功能中的不同分布情况，对基因表达水平上银纳米粒子对HDF-f细胞作用情况的时序性变化进行了初步分析；应用GoSurfer软件分析了差异表达基因在GO生物学过程、分子功能、细胞组分三个层次的功能分布情况，获得了比较全面的差异表达基因的GO功能分布概况；　　 4.应用GenMAPP软件对200μM，20 nm银纳米粒子作用HDF-f细胞1、4、8 h后的差异表达基因参与的生物学途径（Pathway）进行分析。在GenMAPP数据库中找到的差异表达基因共有396个，共得到包含差异表达基因的MAPPs90个，对其中14个MAPPs代表的生物学途径进行了详细讨论。　　 5.应用Ingenuity Pathway Analysis（IPA）分析平台对200μM，20 nm银纳米粒子作用HDF-f细胞1、4、8 h后的差异表达基因进行分析。IPA根据每个网络中的基因关联程度对网络进行打分，对打分最高的前5个网络进行具体分析。　　 6.综合聚类、GO分析、生物学途径分析和基因相互作用网络分析的结果，对银纳米粒子与细胞相互作用的分子机理进行总结，得到了银纳米粒子的细胞毒性机理的初步解释。将本论文的研究结果与国内外相关文献报道的结果进行了比较和讨论，发现本论文获得的结论与文献报道存在一致性，说明本论文的技术路线可以在一定程度上与传统的生物学实验可以互为补充与印证，并且更为高效，更容易获得整体的细胞毒性机理解释。另外，与同样利用基因表达谱芯片技术的文献报道相比，本论文采用的综合运用聚类分析、GO功能分析、生物学途径分析和基因相互作用网络分析的研究方法，可以更加深入全面地分析基因表达谱实验数据，解释生物学现象，阐明细胞毒性机理。将本文的研究结论与本课题组同时进行的基于基因表达谱芯片技术的金纳米粒子生物相容性机理研究的结论进行了初步比较，发现了一些不同金属纳米粒子生物相容性机理的相似点和不同点。