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基于HaCaT三维表皮模型的纳米银毒性及其毒性机制研究

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  • 1. 中国食品药品检定研究院, 北京 102629;2. 包头医学院基础医学与法医学院, 包头 014040;3. 广东博溪生物科技有限公司, 广州 523808;4. 国家纳米科学中心, 北京 100190

网络出版日期: 2024-05-31

Toxic responses and it's mechanisms of silvernanoparticles on HaCaT three-dimensional epidermal model

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  • 1. National Institutes for Food and Drug Control, Beijing 102629, China;
    2. Department of Preclinical Medicine and Forensic, Baotou Medical College, Baotou 014040, China;
    3. Guangdong Biocell Biotechnology Co. Ltd, Guangzhou 523808, China;
    4. National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, China

Online published: 2024-05-31

摘要

目的:应用三维(3D)表皮模型(HaCaT模型,无角质层),与二维(2D)HaCaT细胞对比,评价等效浓度下纳米银(AgNPs)对HaCaT模型的毒性效应,并考察其毒性机制。方法:选用同等浓度,即:单位细胞数AgNPs暴露浓度(HaCaT模型组为62.5、125、250、500、1 000 μg·mL-1,对应于HaCaT细胞组为1.75、3.5、7、14、28 μg·mL-1),分别暴露于HaCaT模型及单层HaCaT细胞24 h后,用噻唑盐比色法(MTT)和乳酸脱氢酶释放试验(LDH)测定AgNPs在HaCaT模型和HaCaT细胞中的毒性效应。取同等AgNPs浓度(单位细胞0.7 ng·mL-1)暴露组,用流式细胞仪检测模型或细胞中活性氧(ROS)含量的变化;用相应试剂盒检测模型或细胞中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性及丙二醛(MDA)的含量;用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测模型或细胞培养液中的炎性因子IL-1α、TNF-α、IL-6和IL-8的含量。结果:随着AgNPs浓度的增加,MTT实验显示HaCaT模型相对组织活力下降至(91.16±3.59)%~(75.66±1.66)%,而HaCaT细胞活性下降至(77.42±5.17)%~(22.43±2.48)%,二者均呈剂量-效应关系;LDH实验显示HaCaT模型的LDH释放量从(0.17±1.12)%升高至(44.9±3.61)%,而HaCaT细胞的LDH释放量从(55.99±1.58)%升高至(68.68±1.42)%,二者均呈剂量-效应关系。AgNPs作用于HaCaT模型和细胞后,均引起SOD和GSH-px合成量下降,ROS的释放量及MDA升高(分别为对照组的3.7倍和11.5倍);抗氧化剂(NAC)能够不同程度地减少以上氧化应激因子的变化;引起IL-1α释放量显著升高(分别为对照组的2.97倍和11.55倍),IL-6和IL-8的释放量降低(分别为对照组的2.09倍和1.36倍、1.4倍和3.83倍)。结论:HaCaT模型较好地模拟了创伤皮肤的形态结构,能够客观地评价创伤皮肤外用敷料的局部作用,是评价纳米材料皮肤毒性风险的候选替代模型。

本文引用格式

姜珊, 魏利娜, 张艳云, 吴美玉, 邵安良, 王璐, 柳琳, 刘颖, 谢黎明, 吴刚, 陈亮, 徐丽明 . 基于HaCaT三维表皮模型的纳米银毒性及其毒性机制研究[J]. 药物分析杂志, 2019 , 39(12) : 2107 -2116 . DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.12.01

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