潜水と気液界面のカーボンナノチューブ曝露を3D肺細胞モデルに比較するためのプロテオミクスを活用する

カーボンナノチューブ吸入曝露に関連する潜在的な毒性に対する新たな懸念により、細胞の反応を評価するためにいくつかのin vitro法が開発されました。炭素ナノチューブによる副作用に対する主要な懸念は吸入であるため、毒性試験のためにさまざまな肺細胞培養モデルが確立されているため、方法論の幅広いバリエーションが生じています。限られた研究では、カーボンナノチューブハザードテストに使用される一般的な方法の並んで比較されています。この研究の目的は、プロテオミクスを使用して、マクロファージ、上皮細胞、およびヒト肺胞上皮組織障壁を模倣する線維芽細胞で構成される3D肺モデルの炎症誘発性および促進促進媒体を含む全体的な細胞反応を評価することでした。細胞は、水没した気液界面（ALI）条件（ALI）条件（Ali）条件と発見プロテオミクスが3500個のタンパク質を同定したMiTSUI 7（M-7）多壁カーボンナノチューブ（MWCNT）にさらされました。コントロールと比較したM-7 ALI暴露は、水没した暴露で濃縮されていないことがわかった酸化ストレスに関連するタンパク質の発現を増加させることがわかった。MWCNT曝露方法、M-7 ALI暴露対M-7水没した暴露の比較により、急性相反応シグナル伝達やNRF2を介した酸化ストレス応答など、カーボンナノチューブ曝露ストレス応答に関連することが知られている経路のタンパク質濃縮が得られました。この研究は、一般的に展開されているカーボンナノチューブ曝露方法の比較を示しています。これらのデータは、in vitro暴露の結果を解釈または相互に比較する際に、ナノ毒性コミュニティが考慮する必要があります。

With the emerging concern over the potential toxicity associated with carbon nanotube inhalation exposure, several in vitro methods have been developed to evaluate cellular responses. Since the major concern for adverse effects by carbon nanotubes is inhalation, various lung cell culture models have been established for toxicity testing, thus creating a wide variation of methodology. Limited studies have conducted side-by-side comparisons of common methods used for carbon nanotube hazard testing. The aim of this work was to use proteomics to evaluate global cellular response, including pro-inflammatory and pro-fibrotic mediators, of a 3D lung model composed of macrophages, epithelial cells, and fibroblasts which mimics the human alveolar epithelial tissue barrier. The cells were exposed to Mitsui 7 (M-7) multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) under submerged and air-liquid interface (ALI) conditions and discovery proteomics identified 3500 proteins. The M-7 ALI exposure compared to control was found to increase expression in proteins related to oxidative stress that were not found to be enriched in submerged exposure. Comparison of MWCNT exposure methods, M-7 ALI exposure versus M-7 submerged exposure, yielded protein enrichment in pathways known to be associated with carbon nanotube exposure stress response, such as acute phase response signaling and NRF2-mediated oxidative stress response. This study demonstrates a comparison of commonly deployed carbon nanotube exposure methods. These data should be considered by the nanotoxicology community when interpreting or cross comparing in vitro exposure results.