Small Methods: 纳米材料诱发肺表面损伤体外评价方法的建立

肺是颗粒物(包括纳米级颗粒物)经呼吸途径进入机体后累积并诱发毒性的主要靶器官之一。随着纳米技术的快速发展和纳米消费产品使用的日益增多,迫切需要开发行之有效的工具来评估工程纳米材料(ENM)的健康风险,例如肺的损伤效应。肺泡表面被一层活性物质即肺表面活性剂(pulmonary surfactant)覆盖,其是肺抵御ENM入侵的初始屏障。然而目前没有可靠的方法学可以评估ENM对这层肺表面活性剂的损伤,因此迫切需要开发行之有效的毒性评价方法。

近期,中国科学院生态环境研究中心刘思金研究员课题组与美国夏威夷大学左燚教授课题组合作一起建立了一种称为“constrained drop surfactometry (CDS)”的体外实验方法,以实时观察和定量评估由ENM引起的肺表面活性剂表面张力变化。他们借助该研究方法证明,在非常低的浓度下,包括碳纳米管,氧化石墨烯,氧化锌和银纳米颗粒在内的四种代表性的ENM均提高了提取自小牛肺的表面活性剂的表面张力。这些体外实验结果与暴露小鼠体内观察到的肺泡萎陷和炎症反应具有很好的相关性。这些结果因此证明,由ENM抑制肺表面活性剂引起的体外表面张力增加与体内肺毒性之间存在直接相关性。与通常使用的动物模型相比,CDS在开发用于快速和低成本预测吸入性ENM的急性肺毒性方面具有很大的应用潜能。相关成果近期发表于Small methods。原文链接:https://doi.org/10.1002/smtd.201700367