在体外毒性评价工程Cadmium-Coated二氧化硅纳米粒子对人类肺细胞

文摘

Cd-SiO cadmium-containing二氧化硅纳米粒子的细胞毒性₂NPs(0.05 -100µg /毫升)和SiO₂NPs和CdCl₂被评估的在体外测试电池在A549评估(i)线粒体功能,(ii)膜完整性/细胞形态学,(3)细胞生长增殖、(iv)凋亡通路,(v)氧化应激,短期(24 - 48 h)和长期(10天)。两个Cd-SiO₂NPs和CdCl₂产生剂量依赖性的细胞毒性效应:(i)MTT-assay观察:细胞毒性相似模式在24和48 h,更Cd-SiO₂比CdCl NPs明显效果₂。Cd-SiO₂NPs诱导死亡率(大约50%)1μg / mL, CdCl₂在25岁μg / mL;(2)calcein-AM / PI染色:细胞生存能力下降,明显在25μg / mL,显著增强在50和100μ24小时后,g / mL。Cd-SiO₂NPs诱导比CdCl更高的死亡率₂(分别为25%和4%,分别地。在25日μg / mL) 48 h后进一步恶化;(3)单独分析:长时间接触(10天)妥协A549增殖能力以非常低的剂量(0.05μg / mL);(iv)累进激活的caspase-3 immunolabelling检测到已经在1μg / mL;(v)谷胱甘肽细胞内修改了所有的化合物。总之,在体外数据表明,Cd-SiO₂NPs和CdCl₂影响所有调查端点Cd-SiO后更明显₂NPs, SiO₂NPs谷胱甘肽的影响。

1。介绍

纳米技术在世界范围内的迅速发展伴随着巨大的生成和使用工程纳米颗粒(经验),尽管本质上这些NPs尚未充分研究潜在的毒性(这个时候1,2]。与指数增长经验的生产,因此,潜在的呼吸系统受到一个看似无数独特的NPs预计将增加,和很多方面有关这些纳米材料的大小,小于细胞和细胞细胞器,有安全表示担忧2- - - - - -4]。

在经验中,二氧化硅/镉含有纳米材料吸引了太多的关注在最近几年他们的应用程序在医学和工业制造、合成、和工程(5- - - - - -10]。尽管二氧化硅纳米颗粒(SiO₂NPs)通常被认为是无毒,使用细胞培养和动物模型实验表明细胞毒性存在剂量依赖的相关性,增加了活性氧,可逆的肺部炎症(11- - - - - -19]。另一方面,大量的证据支持肺毒性影响镉暴露后吸入(20.,21),虽然其毒性机制尚未完全了解,一些报告所描述的肺部炎症变化和诱导的氧化应激反应吸入镉暴露(22]。

一些NPs,如金属纳米材料应该代表肺部疾病的风险因素,这些金属在原有形式已知存在纤维化,inflammogenic或人类的致癌作用。评估测试所需的NPs生物安全本质上是研究一般毒性、靶器官毒性、生物相容性符合监管要求和识别分子端点和多种毒性通路。

本研究旨在阐明模型纳米材料的毒理学资料即cadmium-containing二氧化硅纳米颗粒(Cd-SiO₂NPs)由一个在体外测试的方法。

例如,一个关键概念,发达国家从战略提出的主要机构(23,24)及国际共识会议(25),表明使用多层测试协议地址NPs毒理学研究和健康风险评估,(我)理化特性的基础上,(2)在体外由电池模型的细胞毒性测试,(3)在活的有机体内实验的基础上在体外结果。信息生成的使用在活的有机体内研究还将提供一个数据库的比较在体外研究确定额外的证据,有助于解释结果在活的有机体内纳米材料的毒性或健康的影响。比较在体外和在活的有机体内结果可能也有助于评估一致性/替代方法和之间的不和谐在活的有机体内方法和测试的可预测性的替代方法在活的有机体内结果(26]。

识别的预测在体外毒性检测符合推荐的关注,应该给监管验收的方式推进动物实验替代方法的使用在人类安全评估(27,28]。

我们最近的在活的有机体内调查Cd-SiO₂NPs表示持久的肺损伤,在气管内的滴剂(信息技术)老鼠,这些纳米粒子的特点是形态改变、炎症的发生(伴有肉芽肿的形成),间质纤维增生反应,增强细胞增殖凋亡现象,后跟一个顺向增加(29日]。这个肺侮辱也与氧化应激反应(30.]。

在这项工作中,电池的在体外测试被用来检查Cd-SiO人类肺上皮细胞的反应₂NPs暴露的代谢活动(通过MTT试验),膜的完整性(calcein-AM / Propidium碘染色),氧化应激(谷胱甘肽含量评价),细胞凋亡(通过激活caspase-3评价),生长和细胞增殖(通过单独分析)确定形态和生化参数的修改评价在体外调查符合在活的有机体内这些纳米粒子肺造成侮辱。Cd-SiO的影响₂NPs在A549细胞株进行评估,代表一种广泛使用的细胞模型研究肺泡细胞功能(31日),在短期(24 - 48小时)和长期(10天)接触并与那些与氯化镉引起的治疗(CdCl₂)和SiO₂NPs。

2。材料和方法

2.1。化学物质

所有细胞培养试剂、化学物质和氯化镉半(五水化物;CdCl₂)获得Sigma-Aldrich(意大利米兰)。半胱天冬酶3和Alexa 488 -标记抗体分子探针(生活技术,蒙扎,意大利)和从Oxis International Inc .谷胱甘肽量化工具(福斯特城、钙、美国)。二氧化硅纳米(SiO₂NP)购买的德固赛(德国)HiSilTM T700,平均孔隙大小20海里,面积240米²/ g,孔隙比体积的0.4厘米³/ g。

2.2。工程Cadmium-Coating纳米粒子的合成和理化特性(Cd-SiO₂NPs)

合成和物理化学特性的Cd-SiNPs先前描述的Coccini et al。29日]。简单地说,Cd-SiO₂NPs SiO由浸渍₂NPs与硝酸镉脱水(CdNO₃3.56×10⁻²米)在水溶液中与硅分散浓度按重量比例导致样品含有40%的Cd。后来受到磨粉与高能(200 rpm为1.5 h, 400 rpm为1.5 h, 2 h 600 rpm)得到最平等的粒度分布和/或聚集的粒子。整个合成制备在无菌条件下进行,目的是避免NPs污染。

定量分析通过扫描透射电子显微镜(STEM)显示Cd-SiO的聚合₂NPs和元素的分析在高角度环形暗场(HAADF)模式(能量色散谱(EDS))证实的Cd, Si, o . x射线衍射演示了无定形和结晶阶段的样本。动态光散射(DLS) Cd-SiO₂NPs显示趋势形成聚合和聚集约350海里(电动电势−23 mV在DMEM)。粒子呈现球形形式,主要粒径范围为20 - 80 nm和比表面积约为200米²/ g。金属杂质(Ca(0.3%)、钠(0.2%)、K(0.2%)、铁(0.04%),和Mn(0.001%))和释放镉纳米颗粒分散在培养基火焰原子吸收测定分析。最大释放镉培养基(DMEM)是28%,16 h,并在随后的10天时间可以忽略不计。

2.3。细胞系,细胞培养

人肺上皮细胞(A549细胞株购买从ECACC Sigma-Aldrich,米兰,意大利)被用于在体外研究纳米颗粒的毒性。细胞在DMEM培养补充10%胎牛血清的边后卫,2毫米谷酰胺,50个国际单位/毫升青霉素和50μ克/毫升链霉素。细胞被维持在37°C在空气湿润空气(95% / 5%有限公司₂)。

股票的解决方案被溶解测试材料(Cd-SiO准备₂NPs, CdCl₂、SiO₂NPs)培养基(DMEM),那么细胞暴露于浓度从0.05到100μ克/毫升。新解决方案的测试材料准备每个实验之前不久。

剂量是根据以往的A549细胞实验显示选择毒性作用(如细胞凋亡、坏死)后细胞暴露在浓度范围从5到60μ(对应:0.916至10.99μCdCl g / mL)₂(32- - - - - -35]。

2.4。细胞毒性研究:短期暴露(24 - 48小时)

2.4.1。线粒体功能(MTT试验)和膜完整性(Calcein-AM / Propidium碘染色)

由两个dye-based可行性评估方法:MTT试验(线粒体功能)和calcein-AM / Propidium碘(PI)染色(膜完整性)。在96孔板细胞被播种密度1×10⁴细胞/在完全培养基。附件24 h后的细胞,细胞暴露在Cd-SiO₂NPs在Cd的最终浓度在1到100之间μg / mL 24或48小时37°C和相比CdCl等值₂或SiO₂NPs。

潜伏期结束时,线粒体功能评估肝癌和0.5毫克/毫升(3 - (4 5-dimethylthiazol-2-yl) 2, 5-diphenyltetrazolium溴化)对3 h在37°C和量化spectrophotometrically在550 nm Biorad微型板块读者。数据被表示为一个百分比的控制(未经处理的细胞)。

细胞膜的完整性评估的co-incubation双重染色:2μM calcein-AM和2.5μg / mLπ为5分钟37°C。细胞被蔡司Axiovert 25荧光显微镜下检查结合数码相机(佳能博秀八国集团)。荧光图像被使用32 x物镜激发波长的400,495,570海里;分光镜波长的410、505、585海里;和一个发射波长的460、530、610海里。可行性是表示为细胞百分比保留钙黄绿素相比,总细胞数(calcein-positive加上PI-positive)。

2.4.2。氧化应激评估:谷胱甘肽(GSH)测量

细胞内谷胱甘肽的浓度是由比色测定。简单地说,细胞被播种在six-well板块5×10的密度⁵细胞/。治疗后2毫升Cd-SiO₂NPs, CdCl₂和SiO₂NPs(最终浓度从1到100μ在细胞培养基中g / mL) 24和48 h,媒介是向往和细胞与磷酸盐缓冲盐水洗一次(PBS)。然后,细胞刮和离心机在1100转3分钟25°C, superrnatant被愿望。细胞颗粒在冰冷的偏磷酸resuspended立即(MPA)和均质(超低Turrax Janke & Kunkel)然后离心机在3000克,4°C 10分钟。随后,样本混合4-Chloro-1-Methyl-7-Trifluromethyl-Quinolinium Methylsulfate和30%氢氧化钠试剂,然后在室温下孵化了10分钟(r.t)在黑暗。吸光度测量spectrophotometrically(光谱仪λ生物20,珀金埃尔默)在400 nm,总谷胱甘肽含量测定标准曲线。

2.4.3。凋亡通路:免疫荧光检测激活半胱天冬酶3

细胞被播种在盖玻片2×10的密度⁵细胞。附件24小时细胞后,细胞暴露于Cd-SiO浓度增加₂NPs, CdCl₂、SiO₂NPs (1-50μg / mL)为24小时37°C。潜伏期结束时,这些细胞被固定为4%多聚甲醛在保留时间为20分钟,然后在70%的乙醇在晚上−20°C。样本与PBS补液后,孵化与屏蔽解决方案在r.t 30分钟。与多克隆抗体识别,然后半胱天冬酶3 (PBS稀释1:200)。洗后,结合抗体与Alexa透露488 -标记(在PBS稀释1:100)抗体识别rabbit-Ig。幻灯片是DNA与1复染色μg / mL Propidium碘,用PBS和Fluoroshield最后安装。细胞被CX41奥林巴斯荧光显微镜下检查,激发光被EPI领导提供磁带(FRAEN, Settimo米兰(MI),意大利),结合数码相机(Infinity2)。数字图像捕获使用100 x物镜,测量条件:470 nm励磁(T% = 40)、505 nm二向色分光镜、510 nm长通滤波器。

2.5。细胞毒性研究:长期接触(10天)

2.5.1。单独分析

采用单独的过程分析从赫尔佐格等。36]。A549细胞被播种在six-well 400细胞/密度好,每个包含2毫升的细胞培养基。附件(大约14 h后,时间是比人口倍增时间短),细胞被洗2毫升PBS,处理2毫升Cd-SiO₂NPs, CdCl₂、SiO₂NPs(最终浓度从0.05到100μ在细胞培养基中g / mL)每隔一个时间段需要形式殖民地(约10天)。殖民地被定义为至少50一个细胞的克隆。在治疗结束时,介质被除去,殖民地是固定的,与苏木精染色,然后评估计算Cd-SiO后细胞存活率₂NP, CdCl₂和SiO₂NP治疗。殖民地蔡司Axiovert 25显微镜下检查结合数码相机(佳能博秀八国集团)。

数码照片拍摄从每个使用2.5倍物镜。殖民地的数量出现治疗后(幸存的分数)表达的电镀效率(PE)。PE计算殖民地形成的数量除以镀细胞每100的数量。

2.6。统计数据

由三个独立的实验获得的数据从急性照射进行六个复制。慢性接触得到数据从两个独立的实验,每个实验进行了三个复制。结果表示为平均数±标准差。统计学意义是由单向方差分析评估。的值被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。细胞毒性Cd-SiO活动₂NPs CdCl相比₂和SiO₂NPs在A549细胞株

在体外细胞毒性结果后短期(24 - 48 h)和长期(10天)暴露A549细胞Cd-SiO浓度增加₂NPs, CdCl₂、SiO₂NPs(从0.05到100μg / mL)和比较。线粒体功能,膜完整性、氧化应激、细胞凋亡被认为是作为急性照射的端点,而能力形成的殖民地被认为是慢性暴露的端点。

3.2。短期暴露(24 - 48小时)后细胞毒性结果

3.2.1之上。线粒体功能:MTT试验

线粒体功能的数据,评估通过MTT 24和48 h后Cd-SiO浓度增加₂NPs, CdCl₂、SiO₂NPs (1 - 100μg / mL)表示为比例控制的可行性,介绍了数字1(一)和1 (b)。两个Cd-SiO₂NPs和CdCl₂对A549细胞产生细胞毒性存在剂量依赖的相关性影响。细胞毒性的模式是在两个时间点(即相似。,24和48 h)化合物,但Cd-SiO₂NP细胞毒性CdCl相比更明显₂。Cd-SiO₂NPs诱导死亡率(约40%和50%在24和48 h曝光resp。)已经在最低剂量(1μg / mL)(数据1(一)和1 (b))。CdCl的细胞毒性效应₂治疗检测25μg / mL 24小时(图后约有20%的死亡率1(一)48 h后曝光(图)和45%1 (b))。的最大效应(大约80%死亡率)两种测试材料达到最高剂量(100μg / mL) 48 h后曝光(图1 (b))。

图形表示,数字1(一)和1 (b)(见黑线),SiO₂NPs没有任何明显的细胞毒性效应在两个时间点(24和48 h)。

3.2.2。膜的完整性:Calcein-AM / PI染色

膜完整性评估calcein-AM / PI染色24和48 h后暴露在化合物。数据2(一个),2 (b),2 (c)描述一个代表小组和随机选择的微观领域的A549细胞接受Cd-SiO浓度增加₂NPs, CdCl₂、SiO₂NPs (1 - 100μ24小时后g / mL)。

Calcein-AM / PI染色显示细胞毒性的影响。类似的细胞毒性效应存在剂量依赖的相关性两Cd-SiO后观察₂NPs和CdCl₂治疗(图2(一个)和2 (b))。观察细胞活力下降就是明证的存在许多红颜色的细胞(表明细胞膜损伤),从25μ克/毫升剂量和明显变得明显在最高浓度的50和100μ克/毫升(数字2(一个)和2 (b))。半定量分析选择的微观领域,24 h后曝光,在活细胞的细胞计数和百分比表示为(绿色荧光),显示差异Cd-SiO之间的细胞死亡₂NPs和CdCl₂治疗剂量的25μ克/毫升。Cd-SiO₂NPs死亡率高于CdCl所致₂治疗(25%和4%)。在这两种Cd-SiO₂NP和CdCl₂与最低剂量治疗组(1μg / mL)绿色荧光在细胞胞浆均匀扩散(指示保持膜完整性)和细胞形态没有改变(数字2(一个)和2 (b))。

Cd-SiO的影响₂NPs和CdCl₂加剧了48 h后曝光。细胞生存能力下降大约60 - 100%的剂量范围25 - 100μ克/毫升(数据没有显示)。

图片来自SiO₂NP处理显示均匀扩散绿色荧光和正常细胞形态学处理浓度(1 - 100μg / mL)相比,控制(图2 (c))。随着浓度的SiO半定量分析₂NP治疗(1 - 100μg / mL)没有显示出对A549细胞的影响甚至在最高剂量的100调查μ24(图g / mL和之后2 (c))和48 h(数据未显示)。

3.2.3。谷胱甘肽的细胞内氧化应激:评价

谷胱甘肽水平受到所有测试材料在两个时间点(24 - 48小时)。减少细胞内谷胱甘肽水平Cd-SiO所致₂NP或CdCl₂治疗不存在剂量依赖的相关性:谷胱甘肽耗竭是从35 - 40%,从Cd-SiO 35 - 45%₂NPs和CdCl_2,分别为48 h后曝光(图3)。SiO₂NPs显示dose-depended耗竭谷胱甘肽的细胞相比,控制减少约55%的谷胱甘肽细胞内48 h后暴露在最高浓度(100调查μg / mL;图3)。

3.2.4。凋亡通路:免疫荧光分析激活半胱天冬酶3

图4将显示一个面板代表随机选择的微观领域的A549细胞接受Cd-SiO浓度增加₂NPs, CdCl₂、SiO₂NPs (1-50μg / mL)。A549细胞暴露于Cd-SiO₂NPs或CdCl₂显示进步的激活半胱天冬酶3为灿烂的绿色细胞内点(数据4(一)-4(d)和数字4(e) -4(h)、职责)直接观察的最低剂量测试1μ克/毫升。注意,细胞凋亡的高级阶段观察到的最高剂量50μg / mL Cd-SiO Cd₂NP或CdCl₂治疗(图4(一)-4(d)和数字4(e) -4(h)、职责)。此外,细胞数量减少以及显著改变的形态可以轻松地欣赏。相反,免疫细胞化学分析检测激活半胱天冬酶3后24 h曝光证明没有积极性与SiO细胞治疗₂NPs在任何剂量(1-50进行测试μg / mL;数据4(我)4(左))来控制相比,没有明显的形态学改变。

3.3。长期接触后细胞毒性结果(10天)

3.3.1。单独分析

确定长期暴露(10天)浓度增加(0.05 -100μCd-SiO g / mL)₂NPs, CdCl₂、SiO₂NPs可能不利影响,A549细胞的增殖能力和集落形成能力进行评估。图5显示代表图像的随机选择的微观领域不同的治疗组(Cd-SiO₂NPs, CdCl₂、SiO₂NPs)。SiO的殖民地₂NP组(数据5(一)-5(e))圆的菌落形态和类似的模式控制(数据未显示),同时,A549细胞治疗剂量范围从0.05到10μCd-SiO g / mL₂NPs和CdCl₂提出一些殖民地和大幅减少大小与控制(数据没有显示数据5(f) -5(j)和数字5(k) -5(o)、职责)。Cd-SiO的浓度更高₂NPs或CdCl₂(25 - 100μg / mL)有一个完整的集落形成抑制。

半定量分析显示强烈的菌落数量减少(大约45%)已经在最低剂量(0.05进行测试μCd-SiO g / mL)₂NPs和CdCl₂治疗,直到达到抑制细胞增殖的剂量从25到100年μ克/毫升(图6)。SiO₂NP处理不产生不利影响,的确没有抑制A549细胞的增殖活动后长时间暴露于任何SiO₂NP剂量测试(0.05 -100μg / mL;图6)。

4所示。讨论

目前的在体外调查表明,Cd-SiO₂NP处理产生在体外有害的影响在短期(24 - 48 h)和长期(10天)暴露与线粒体功能严重受损和激活caspase-3,谷胱甘肽的耗竭,抑制细胞增殖已经观察到的最低浓度剂量(即。,1μ短期暴露和0.05 g / mLμ长期接触g / mL)。类似的细胞毒性CdCl后观察资料₂治疗。然而,Cd-SiO造成影响的大小₂NPs是由CdCl相比更加明显₂。

A549敏锐地暴露于Cd-SiO₂NPs显示线粒体功能和膜完整性的改变存在剂量依赖的相关性,以及激活caspase-3已经24 h后曝光。在48-hr,这些影响评估的进一步恶化。CdCl₂同样也影响了细胞参数虽然比Cd-SiO造成的影响不太明显₂NPs。相反,SiO₂NPs不诱导细胞毒性效应在这个细胞模型。

细胞内谷胱甘肽水平的变化(减少)也被观察到两个跨度为(24和48 h)对所有测试化合物(Cd-SiO A549细胞₂NPs, CdCl₂、SiO₂NPs)暗示诱导的氧化应激。值得注意的是,谷胱甘肽水平是唯一SiO后改变参数₂NP曝光。

单独分析,用来评估影响诱导后长期暴露(10天),显示两个Cd-SiO的能力₂NPs和CdCl₂(在测试最低剂量的0.05μg / mL)大幅度抑制A549细胞增殖,同时,再一次,SiO₂NPs避免任何影响。

与镉毒性,一个广泛的数据库CdCl是可用的₂全身pneumotoxicant效果的在活的有机体内和在体外模型(22]。机械化、Cd,在细胞水平上,已被证明导致氧化应激的损耗等内源性抗氧化剂谷胱甘肽与线粒体损伤和细胞凋亡诱导相关联(8,34]。最近的一次在体外研究强调,低剂量镉触发凋亡而不是完全坏死(35]。事实上CdCl₂浓度用于近端小管(PT)细胞培养模型诱导细胞凋亡范围从2到10μ克/毫升(对应于10 - 50μ米)(37]。例如,这些值相似的50级的阈值水平μg / g肾组织发展的肾脏功能障碍和PT损伤的迹象显示在活的有机体内实验和人类研究慢性Cd^{2 +}(38,39]。参与caspase-3被描述在几个慢性Cd的动物模型^{2 +}肾毒性(40,41]。

细胞凋亡(5倍高于控制)中也观察到文化,鼠肺上皮细胞系,暴露48 h - 20μM CdCl₂(42),而之前是氧化剂应激基因的上调(谷胱甘肽S-transferase-alpha gamma-glutamylcysteine合成酶,metallothionein-1),激活转录因子(AP-1和NF -氧化还原敏感κB),以及各种形式的谷胱甘肽的改变(减少,氧化和蛋白结合的);因此,总的说来,这些特征表明活性氧所扮演的关键角色。

确实我们的发现证明,后两个Cd-SiO₂NPs和CdCl₂谷胱甘肽耗竭和激活caspase-3细胞凋亡的关键刽子手,因为它是部分或完全负责许多重要蛋白质的蛋白水解劈理(43]。

观察到Cd-SiO引起的细胞毒性的影响₂NPs的时候后长期接触表明镉一半的至关重要的作用在生物应对Cd-SiO₂NPs虽然看起来Cd-SiO产生的变化₂NPs仅仅反映了镉离子释放纳米颗粒的作用。事实上,与Cd-SiO化学实验₂NPs了限量发行的镉离子纳米颗粒分散在媒介文化中,最大的金属释放在10天内ca。28%。

此外,这些掺杂的趋势形成聚合和聚集NPs (29日)也可能造成触发Cd-SiO描述₂NP效应:DLS数据证明Cd-SiO的集聚和聚合程度₂NPs(大约350海里)大于SiO测量₂NPs(大约120海里)。这些凝聚粒子是否保留单个纳米粒子的毒性或随后的能力是一个关键问题(44]。

一个额外的假设可能与材料的纳米尺寸调查。在我们的在体外实验中,纳米尺寸可能促进细胞浓度,从而管理镉的毒性。“特洛伊木马”型机制涉及硅纳米颗粒的有效载体细胞吸收的有毒金属被描述45]。在这项研究中使用的相同类型的肺细胞,SiO₂NPs掺杂金属,如铁、锰、钴、钛被证明产生更高浓度的活性氧和引发更严重的氧化应激而等量的金属离子(46]。在我们的研究中,将Cd SiO₂NPs可能增加了金属剂量交付到目标细胞虽然没有具体的数据支持这一过程目前可用。

关于SiO₂NPs,没有观察到细胞毒性效应浓度测试和曝光时间(急性或慢性),唯一例外的发现谷胱甘肽耗竭48 h后治疗。最近的一些文献数据符合目前的发现:SiO₂NPs渗透A549细胞并没有造成严重的毒性作用在分子和细胞水平低于100μ克/毫升(47];它诱导低细胞毒性浓度高达200μ克/毫升(48),生成的氧化应激反映在减少谷胱甘肽水平(16)或氧化剂代(49]。另一方面,其他调查显示SiO后A549细胞生存能力降低₂NPs暴露降到100μ克/毫升(16),以及一个由SiO促炎反应₂NPs没有阻止细胞增殖或导致A549细胞(细胞死亡50]。

相比之下,我们的以前在活的有机体内结果显示早期和持续的肺损伤后it Cd-SiO滴注法₂NPs在增强增殖细胞的凋亡现象,后跟一个显著增加(29日),以及肺部炎症和纤维化大鼠通过广泛的免疫反应性细胞因子/趋化因子和胶原蛋白,分别。在最早的时间点检测的影响,24 h,一直持续到30天邮报曝光。类似的模式的有毒的侮辱后还显示it滴剂CdCl的等值₂,尽管它比Cd-SiO就不是那么明显了₂NP治疗。的剂量CdCl₂每一个动物是400μg (2.1μ摩尔)≡247年μg Cd。Cd-SiO₂NPs和CdCl₂还显示能力造成长期的氧化应激增加组织F₂-isoprostane水平和肺SOD1、cox - 2和伊诺表达式(30.]。

相反,任何更改涉及这些标记观察动物SiO对待₂NPs。

完全,在活的有机体内结果显示Cd-SiO更高₂NPs反应性(不管表单类型存在:原来,结块,或与这些纤维材料表面在NP)比SiO₂NPs和CdCl₂在肺组织。

这两个在体外和在活的有机体内研究结果指出,Cd-SiO₂NP暴露产生一个复杂和多组分的侮辱导致加重毒性响应相比有毒模式CdCl所致₂治疗和本质上比SiO₂NPs。

5。结论

在体外肺细胞实验提供了有效手段测试材料(Cd-SiO筛查和排名₂NPs > CdCl₂> SiO₂NPs)使用多个毒理学端点(例如,mitochondrial and membrane alterations, induction of apoptosis, inhibition of growth and proliferation, and intracellular GSH depletion). Coherently, the在活的有机体内结果系统的特点就是组织损伤肺实质损伤和纤维化,凋亡现象,发生炎症,并在大鼠肺部氧化应激。的在活的有机体内有针对性的测试补充和解决在体外结果,确保足够的评价纳米颗粒危害潜力,也在时间的外观和持久性的毒理学特性在生物体。

突出了

(我)Cd-SiO₂NPs在短期和长期接触后体外毒性作用;(2)类似有毒CdCl后观察资料₂,效果等级:Cd-SiO₂NPs > CdCl₂;(3)SiO₂NPs影响氧化应激通路;(iv)在体外测试肺细胞提供排名测试材料的有效手段。

利益冲突

作者宣称他们没有利益冲突,独自负责内容和论文的写作。

确认

纸是由意大利卫生部的支持,研究,教育,CARIPLO基金会(Rif。2011 - 2096年)。作者希望Croce安娜Cleta博士承认,组织化学和血细胞计数单位IGM-CNR,帕维亚,免疫荧光分析的科学贡献。

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