ヒトDNAマイクロアレイを用いたナノ粒子の細胞毒性評価

使用人类 DNA 微阵列评估纳米粒子的细胞毒性

基本信息

批准号：
19656129
负责人：
岡部聡
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

現在生産されているナノ粒子の毒性に関する情報は限られており、人体への影響は解明されてはいない。本研究では、この技術を銀ナノ粒子存在下ヒト由来細胞に応用し、銀ナノ粒子の毒性の有無およびその毒性作用について考察を行った。ニュートラルレッド法と形態観察の結果より、遺伝子発現解析を実施する暴露濃度を低濃度でありながら形態変化が明らかであった40μg/Lと、より高濃度の1000μg/Lに決定した。対照系で紡錘形であった細胞が、銀ナノ粒子暴露群では仮足が伸びたような形態へと変化し、細胞内に多数の空隙が認められた。データベースを基に有意変動遺伝子の機能分類を行った結果、銀、ポリスチレン両ナノ粒子暴露においてM-phaseに分類され、細胞分裂を促進する作用を持つ遺伝子群の上昇変動が顕著であった。また、DNA-repairに分類される遺伝子群の上昇変動も顕著であった。これは、DNAの修復と対応していると考えられ、遺伝子傷害の可能性が示唆された。また、銀ナノ粒子暴露に特異的な遺伝子発現パターンとして、活性酸素種の解毒に重要な役割を担う遺伝子をはじめとする酸化ストレス応答遺伝子の下降変動が挙げられた。小核試験の結果、銀ナノ粒子暴露系にのみ多くの小核が確認され(50.2%)、銀ナノ粒子暴露による遺伝子障害の可能性を強く支持していると考えられる。また、アスコルビン酸を蓄積させた細胞で同様の実験を行った結果、小核形成率が低下したことから(50.2%→26.3%)、銀ナノ粒子暴露による遺伝子障害性に、活性酸素種の関与が示唆された。以上の結果をまとめると、銀、ポリスチレンナノ粒子において発癌作用に関連すると推測される細胞増殖刺激、遺伝子障害を示唆する遺伝子発現パターンが確認された。さらに、これらの結果は、小核試験によって支持され、また、遺伝子傷害性がアスコルビン酸によって抑制されることから、銀ナノ粒子暴露による遺伝子障害性に対する活性酸素種の関与が示唆された。

目前生产的纳米粒子的毒性信息有限，其对人体的影响尚未阐明。在这项研究中，我们将该技术应用于存在银纳米颗粒的人源细胞，并研究银纳米颗粒是否有毒及其毒性作用。根据中性红法和形态学观察的结果，确定基因表达分析的暴露浓度为40μg/L，该浓度较低但引起明显的形态变化，较高浓度为1000μg/L。对照组中的纺锤形细胞变成了暴露于银纳米粒子的组中类似延长伪足的形状，并且在细胞内观察到许多空隙。根据数据库对发生显着变化的基因进行功能分类，结果发现，被归类为M期的基因组在暴露于银和银时具有促进细胞分裂作用的基因组显着增加。聚苯乙烯纳米颗粒。此外，DNA修复基因组也显着增加。这被认为与 DNA 修复相对应，表明基因损伤的可能性。此外，银纳米颗粒暴露所特有的基因表达模式包括氧化应激反应基因的向下变化，包括在活性氧解毒中发挥重要作用的基因。微核测试的结果是，仅在银纳米颗粒暴露系统中确认了许多微核（50.2%），这有力地支持了银纳米颗粒暴露引起遗传损伤的可能性。此外，对积累抗坏血酸的细胞进行类似实验的结果是，微核形成率下降（50.2％→26.3％），表明活性氧可能与暴露于银纳米粒子引起的遗传损伤有关。被建议。总结上述结果，在银和聚苯乙烯纳米粒子中证实了暗示细胞生长刺激和遗传损伤的基因表达模式，这些基因被认为与致癌作用有关。此外，这些结果得到了微核测试的支持，抗坏血酸抑制了基因损伤，表明活性氧参与了银纳米颗粒暴露引起的基因损伤。