カーボンナノ粒子の腸管吸収と細胞応答

碳纳米粒子的肠道吸收和细胞反应

基本信息

批准号：
20658033
负责人：
清水誠
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度は、球状のフラーレンC60が腸管上皮細胞機能に及ぼす影響をin vitroモデル系で解析し、それが細胞死や炎症性サイトカイン分泌の誘導を行なうかどうかを検討したが、有意な変化を見出すことが出来なかった。そこで、本年度は、フラーレンではなくカーボンナノチューブ(CNT)を用いて、それが腸管上皮細胞に及ぼす影響を見た。(1)単層CNT(直径0.7-1.3nm)を培地に加え、超音波処理するなどして分散させた。これを、透過性膜上で2週間培養して単層を形成させたヒト腸管上皮細胞Caco-2に0.1～1mg/mlの濃度で加え、細胞の状態をモニターした。72時間まで培養した細胞についてLDH毒性試験を行なったが、細胞に有意な傷害は認められなかった。また、細胞層の損傷あるいは何らかの変化を検出する上で鋭敏な指標である経上皮電気抵抗(TER)の値もCNT添加群と無添加群で有意な差は認められなかった。(2)2週間培養したCaco-2細胞をTNF-αで刺激すると炎症性サイトカインであるIL-8の分泌が著しく亢進する。一方、CNTにはIL-8分泌を誘導する作用は認められなかった。(3)Caco-2細胞は、2週間程度培養して分化させてから各種実験に供することが多いが、この2週間の培養期間中にCNTが共存するとどのような影響を見られるかを検討した。その結果、細胞単層のTER値は共存するCNTの濃度依存的に低下した。また腸管上皮細胞の機能マーカーの一つであるアルカリ性ホスファターゼの活性は、CNTが共存することによって著しく上昇が抑制された。細胞数に変化は無いことから、CNTはCaco-2細胞の分化のプロセスを阻害してしこる可能性が考えられる。

去年，我们使用体外模型系统分析了球形富勒烯C60对肠上皮细胞功能的影响，并检查了这是否可以诱导细胞死亡和炎症细胞因子分泌，但我们找不到任何重大变化。因此，今年，我们使用了碳纳米管（CNT），而不是富勒烯来查看它们对肠上皮细胞的影响。（1）将单层CNT（直径0.7-1.3 nm）添加到培养基中，并通过超声处理分散。将其添加到人肠上皮细胞CACO-2中，该细胞已在可渗透膜上培养了两个星期，以形成单层，浓度为0.1至1 mg/ml，并监测细胞状态。测试了LDH毒性长达72小时的细胞，但未发现明显的损害。此外，在CNT添加的和没有附加添加的组之间以及横向上皮电阻（TER）之间没有观察到显着差异，这是检测损伤或细胞层中任何变化的敏感指标。（2）用TNF-α刺激培养2周的CACO-2细胞可显着增加炎性细胞因子IL-8的分泌。另一方面，在CNT中未观察到诱导IL-8分泌的作用。（3）CACO-2细胞经常培养大约两个星期，并在进行各种实验之前进行区分，但是我们研究了CNTS在培养的最后两周共存时可以看到什么影响。结果，细胞单层的TER值以共存CNT的浓度依赖性方式降低。此外，碱性磷酸酶是肠上皮细胞的功能标志物之一，被CNT的共存显着抑制。由于细胞计数没有变化，因此CNT可能会抑制CACO-2细胞分化的过程。