새로운 연구는 물질뿐만 아니라 나노 섬유가 폐 독성에 중요한 역할을한다는 것을 보여줍니다. 이 연구는 단백질 수준에서 흔적을 감지하여 더 안전하고 똑똑한 나노 물질을 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다.
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새로운 종이 오늘 나노 나노 물질 보안에서 비판적이지만 종종 간과되는 요소에 대한 정보를 제공합니다 : 형태. 연구원들은 나노 섬유 (NFS), 특히 길이, 직경 및 강성의 모양과 크기가 폐 세포가 노출에 어떻게 반응하는지 크게 영향을 줄 수 있음을 보여 주었다. 이 팀은 래트의 폐포 대 식세포의 고급 단백질 프로파일 링을 사용하여 분자 마커를 확인했는데, 이는 하루가 다른 유형의 섬유의 독성을 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 연구는 화학 성분에서 나노 독성학에 대한 대화를 전환하여 섬유 자체의 형태가 염증과 세포 손상을 자극 할 수 있음을 보여줍니다. 이러한 발견은 더 안전한 나노 물질을 설계하고 동물 검사에 대한 쉬는 시간을 줄이기위한 단계 일 수 있습니다.
나노 섬유의 형태
나노 섬유는 높은 표면 덕분에 에너지 저장, 물 정제, 약물 등에 점점 더 많이 사용되고 물리적 특성에 적응합니다. 그러나 얇고 길쭉한 구조는 특히 흡입시 문제를 일으킬 수 있습니다. 세계 보건기구 (WHO)는 “임계 섬유”를 3 미크론보다 얇고 5 미크론보다 길지만 3 : 1 비율, 폐 섬유증 및 중피종과 같은 질병과 밀접하게 관련된 치수로 정의합니다.
패러다임 섬유의 병원성은 내구성과 섬유의 형태를 독성과 연결하지만 주요 변수 인자 인 강성은 종종 무시됩니다. 이 강성은 폐의 대 식세포가 길고 강한 섬유를 만날 때 문제입니다. 나는 그들을 완전히 삼킬 수 없다. 좌절 된 식균 작용으로 알려진이 실패한 면역 반응은 영구적 인 염증을 초래합니다. 새로운 연구는 동물 검사없이 독성 독성 독성을 개발하기 위해이 세포 분야에 깊이 빠져 있습니다.
물질로부터 형태의 분리
형태 자체가 독성에 어떤 영향을 미치는지 탐구하기 위해 연구원들은 실리콘 카비드 (SIC)와 이산화 티타늄 (TIO)을 테스트했습니다.2) 그리고 그들의 손상되지 않고 기계적인 토양에서. 이 두 개의 널리 사용되는 나노 섬유는 그것들을 단축시키고 기억을 바꾸어 화학 조성에서 형태의 효과를 분리하는 데 도움이되었습니다.
그들은 쥐의 폐포 대 식세포 (NR8383)의 세포를 각 유형에 노출시키고 반응을 모니터링하기 위해 세포 시험과 액체 크로마토 그래피-탠덤 질량 분석법 (LC-MS/MS)의 조합을 사용했습니다. 시험은 주요 세포 스트레스 지표 (락 테이트 탈수소 효소) (세포막 손상), 과산화수소 (산화 스트레스), β- 글루 쿠로니다 제 (리소좀 누출) 및 TNF-α (염증)에 의해 측정되었다.
전자 현미경 스캐닝은 온전한 SIC 섬유가 평균 9.5 미크론 및 156 나노 미터 길이이며 Tio가 있음을 확인했습니다.2 섬유는 더 짧고 얇았다. 증오는 섬유 길이를 극적으로 줄여 세포의 완전한 내재화와 독성 효과가 줄어 듭니다.
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프로테오믹스는 독성 지문을 감지합니다
형태는 독성학에 직접적인 영향을 미쳤다. 다소되지 않은 나노 섬유는 막의 돌파구, 좌절 된 식균 작용 및 염증 신호가 증가했습니다. 대조적으로 접지 된 섬유는 내재화가 더 쉽고 더 높은 농도에서도 최소한의 장애를 유발했습니다.
Proteom Analysis는 온전한 SIC 섬유에 대한 노출이 오후 6시 이후 1000 개 이상의 단백질 이상의 풍부를 변화 시켰음을 보여 주었다. 접지 된 SIC 섬유는 10 일만 영향을 미쳤다. 풀지 않은 Tio2 섬유는 266 개의 단백질을 변화시켰다; 그들의 지상 동료들은 5 명을 바꿨습니다. 주요 성분의 분석은 토양 샘플을 수집하여 형태를 지배적 인 요인으로 추가로 확인합니다.
아르기 나즈 -1 및 인터루시나 -1 수용체 길항제와 같은 염증과 관련된 몇몇 단백질은 프린싱 섬유에 반응하여 입증된다. 산화 스트레스의 마커 인 메티오닌 설폭 사이드는 특히 SIC로 처리 된 세포에서 상승된다. 한편, 리소좀 단백질은 세포 내부가 아닌 주변 배지에서 발견되어 리소마마 균열을 확인했다. 괴사 마커는 프로그램 된 세포 사멸에 대한 마커보다 더 두드러졌다.
나노 독성을위한 보편적 지문
이러한 결과를 바탕으로 팀은 형태에 대한 지문으로 58 개의 단백질 플레이트를 제안했습니다. 이 세트는 염증, 리소좀 완전성, 신진 대사 및 세포 사멸과 관련된 경로를 다룹니다. 중요한 것은 지문이 재료와 무관 한 것처럼 보이며, 이는 다른 유형의 나노 섬유에서 독성을 예측하는 데 사용될 수 있음을 의미합니다.
의미는 중요합니다. 동물 검사에만 의존하는 대신 연구원들은 시험 관내 이 지문 인쇄로 지원되는 테스트는 설계 프로세스에서 상처 나노 물질을 표시합니다. 이 접근법은 독성학의 3R 원리 (대체, 감소, 훈련)를 지원하고 대체 시험 방법에 대한 규제 및 산업 관심사가 증가하고 있습니다.
더 안전한 나노 기술에 따르면
이 연구는 NanoFiber 보안에 대한 새로운 관점을 제공합니다. 나노 섬유는 광범위한 소비재, 산업 응용 및 건강 관리에서 더 빈번 해지면서 생물학적 상호 작용을 이해하는 것이 그 어느 때보 다 강렬합니다.
분자 수준 반응에 초점을 맞추면서,이 연구는 나노 섬유의 독성의 메커니즘을 명확하게하고 더 안전한 재료 공학 및 더 똑똑한 조절 프레임으로의 경로를 지시합니다.
이 팀은 1 차 인간 세포와 장기간 노출을 모방하는 연구에서 단백질 프린트의 추가 검증이 필요합니다. 다양한 나노 물질 및 생물학적 모델에서 방법의 확장은 예측력을 정화하는 데 도움이 될 것입니다.
잡지 참조
Stombernkk, T., et al. (2025). 프로테옴 프로파일 링을 통한 나노 섬유의 형태 학적 병원성 예측. 나노 도이102812 (65). 둘 : 10.1016/j.nantod.2025.102812, https://www.scienedrec.com/science/article/pii/s174801325001847
