クロム（III）酸化物ナノ粒子は、培養細胞に顕著な酸化ストレスとアポトーシスを誘発しました

クロム（III）酸化物（Cr（2）O（3））は、触媒や顔料などの産業用途に使用されます。古典的な形態、すなわち微粒子、Cr（2）O（3）は不溶性で化学的に安定しています。低毒性クロム化合物として分類されます。最近、ナノ粒子の産業用途（少なくとも1つの寸法で直径100 nm以下の小さな粒子で構成される新しい形式）が増加しています。Cr（2）O（3）ナノ粒子によって誘発される細胞効果は知られていない。これに光を当てるために、培地中のCr（2）O（3）NanoおよびFine粒子からの可溶性クロムの放出を比較しました。微細なCr（2）O（3）粒子は培地に不溶性でした。それどころか、Cr（2）O（3）ナノ粒子は、可溶性六バレントクロムを培地に放出しました。Cr（2）O（3）ナノ粒子は重度の細胞毒性を示しました。細胞生存率に対するCr（2）O（3）ナノ粒子の効果は、微粒子の効果よりも高かった。Cr（2）o（3）ナノ粒子は、六価クロムのそれに等しい細胞毒性を示しました（K（2）Cr（2）O（7））。ヒト肺癌A549細胞およびヒトケラチノサイトHACAT細胞は、Cr（2）O（3）ナノ粒子への暴露時に抗酸化防御システムの細胞内反応性酸素種（ROS）レベルの増加と活性化を示しました。Cr（2）O（3）ナノ粒子の曝露はカスパーゼ-3活性化をもたらし、Cr（2）O（3）ナノ粒子への曝露による細胞生存率の低下がアポトーシスによって引き起こされたことを示しています。細胞応答は、Cr（2）O（3）ナノ粒子に曝露した細胞で、微細なCr（2）O（3）およびCrcl（3）露出細胞よりも強かった。Cr（2）O（3）粒子の細胞取り込みは、ナノ粒子および片側粒子で観察されました。細胞外可溶性三価クロムの細胞の影響は、cr（2）o（3）ナノ粒子のそれよりも低かった。Cr（2）O（3）ナノ粒子は、細胞の外側および内側で放出される六価クロムによって細胞毒性を示しました。Cr（2）O（3）ナノ粒子の細胞の影響は、六価クロムの細胞と一致しました。結論として、Cr（2）O（3）ナノ粒子には細胞毒性の可能性が高い。

Chromium(III) oxide (Cr(2)O(3)) is used for industrial applications such as catalysts and pigments. In the classical form, namely the fine particle, Cr(2)O(3) is insoluble and chemically stable. It is classified as a low-toxicity chromium compound. Recently, industrial application of nanoparticles (a new form composed of small particles with a diameter of ≤100 nm, in at least one dimension) has been increasing. Cellular effects induced by Cr(2)O(3) nanoparticles are not known. To shed light upon this, the release of soluble chromium from Cr(2)O(3) nano- and fine-particles in culture medium was compared. Fine Cr(2)O(3) particles were insoluble in the culture medium; on the contrary, Cr(2)O(3) nanoparticles released soluble hexavalent chromium into the culture medium. Cr(2)O(3) nanoparticles showed severe cytotoxicity. The effect of Cr(2)O(3) nanoparticles on cell viability was higher than that of fine particles. Cr(2)O(3) nanoparticles showed cytotoxicity equal to that of hexavalent chromium (K(2)Cr(2)O(7)). Human lung carcinoma A549 cells and human keratinocyte HaCaT cells showed an increase in intracellular reactive oxygen species (ROS) level and activation of antioxidant defense systems on exposure to Cr(2)O(3) nanoparticles. Exposure of Cr(2)O(3) nanoparticles led to caspase-3 activation, showing that the decrease in cell viability by exposure to Cr(2)O(3) nanoparticles was caused by apoptosis. Cellular responses were stronger in the Cr(2)O(3) nanoparticles-exposed cells than in fine Cr(2)O(3) - and CrCl(3) -exposed cells. Cellular uptake of Cr(2)O(3) particles were observed in nano- and fine-particles. The cellular influence of the extracellular soluble trivalent chromium was lower than that of Cr(2)O(3) nanoparticles. Cr(2)O(3) nanoparticles showed cytotoxicity by hexavalent chromium released at outside and inside of cells. The cellular influences of Cr(2)O(3) nanoparticles matched those of hexavalent chromium. In conclusion, Cr(2)O(3) nanoparticles have a high cytotoxic potential.