量子ドットは、肺上皮細胞の細胞内Ca2+レベルを調節します

肺の健康に対するナノ粒子の副作用は以前に提案されていますが、気道上皮に対するナノ粒子曝露の直接的な影響に対処した研究はほとんどありません。この研究では、3-メルカプトプロピオン酸（3MPA）コーティングされたCDSE-CDS/ZNSコア - コア - コア - コア-CORE-で刺激されたCalU-3上皮層の細胞内Ca2+濃度（[Ca2+] I）を測定することにより、ナノ粒子に対する肺気道の応答を調べます。Multishell Quantum Dots（QDS）。同時一時的な経皮性電気抵抗（TEER）の減少とグローバル[Ca2+] I Iの増加は、細胞変位、収縮、および拡張を伴うQD堆積下で観察されました。これは、QD誘発性グローバル[Ca2+] IがCalu-3上皮層の増加が一時的なTEERの減少を引き起こしたことを示唆しています。[Ca2+] Iの増加は頂端領域で顕著で迅速であり、[Ca2+] Iは上皮層の基底外側領域で減少しました。QD堆積によって誘導されるTEER過渡反応および細胞外Ca2+侵入は、伸縮型（SA）阻害剤GDCL3および貯蔵操作カルシウム侵入（SOCE）阻害剤BTP2およびCa2+-フリー培地に浸漬された細胞で処理された細胞で完全に阻害されました。電圧依存性カルシウムチャネル（VGCC）阻害剤ニフェジピンは、QD堆積のために[Ca2+] Iの増加に影響を与えませんでしたが、TEER応答を減少させ、安定させ、抑制しました。これは、QDSの機械的ストレッチによって活性化されるCa2+流入が、SAチャネルとSOCEチャネルの両方の活性化によって発生することを示しています。QD誘導[Ca2+] Iの増加は、15日間培養した後、Calu-3上皮層で発生しましたが、有意なティールドロップは23日後にのみ発生しました。この研究は、気道上皮とナノ粒子間の直接的な相互作用を研究するための新しい視点を提供し、肺疾患の病理を明らかにするのに役立つ可能性があります。

While adverse effects of nanoparticles on lung health have previously been proposed, few studies have addressed the direct effects of nanoparticle exposure on the airway epithelium. In this work, we examine the response of the pulmonary airway to nanoparticles by measuring intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]i) in the Calu-3 epithelial layer stimulated by 3-mercaptopropionic-acid (3MPA) coated CdSe-CdS/ZnS core-multishell quantum dots (QDs). Simultaneous transient transepithelial electrical resistance (TEER) decrease and global [Ca2+]i increase in Calu-3 epithelial layer, accompanied by cell displacements, contraction, and expansion, were observed under QD deposition. This suggests that a QD-induced global [Ca2+]i increase in the Calu-3 epithelial layer caused the transient TEER decrease. The [Ca2+]i increase was marked and rapid in the apical region, while [Ca2+]i decreased in the basolateral region of the epithelial layer. TEER transient response and extracellular Ca2+ entry induced by QD deposition were completely inhibited in cells treated with stretched-activated (SA) inhibitor GdCl3 and store-operated calcium entry (SOCE) inhibitor BTP2 and in cells immersed in Ca2+-free medium. The voltage-gated calcium channel (VGCC) inhibitor nifedipine decreased, stabilized, and suppressed the TEER response, but did not affect the [Ca2+]i increase, due to QD deposition. This demonstrates that the Ca2+ influx activated by QDs' mechanical stretch occurs through activation of both SA and SOCE channels. QD-induced [Ca2+]i increase occurred in the Calu-3 epithelial layer after culturing for 15 days, while significant TEER drop only occurred after 23 days. This work provides a new perspective from which to study direct interactions between airway epithelium and nanoparticles and may help to reveal the pathologies of pulmonary disease.