基于HaCaT三维表皮模型的纳米银毒性及其毒性机制研究

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、1000 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(MTr)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.

关键词：纳米银、表皮模型(HaCaT)、皮肤毒性、氧化应激、炎症反应

所属期刊栏目：39

分类号：R917(药物基础科学)

资助基金：国家重点研发计划

在线出版日期：2020-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2107-2116