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Inhalation Toxicology, 2010年3月
多層カーボン・ナノチューブへの マウスの急性肺反応 アブストラクト 情報源：Inhalation Toxicology, March 2010 Acute pulmonary response of mice to multi-wall carbon nanotubes Sung Gu Han1, Rodney Andrews2, C. Gary Gairola1 1Graduate Center for Toxicology, College of Medicine, and Animal and Food Sciences, College of Agriculture in the University of Kentucky 2Center for Applied Energy Research, University of Kentucky, Lexington, Kentucky, USA http://informahealthcare.com:80/doi/abs/10.3109/08958370903359984 紹介：安間 武 （化学物質問題市民研究会） http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/ 掲載日：2010年3月30日 カーボン・ナノチューブは将来、広く使用されることが予測されているが、その潜在的な健康影響についての懸念が生じている。この研究は、多層カーボン・ナノチューブ（MWCNTs）へのマウスの肺反応を明らかにした。 リン酸緩衝食塩水（PBS）中のMWCNT懸濁液が口咽頭吸引によりマウスの肺に導入された。メス C57Bl マウスが、20又は40μgのMWCNTを含んだPBS 40μlで処理され、コントロール・グループも同じ量のPBSが投与された。 各グループから、処理後1日目に半分のマウスが、7日目に残りの半分が解剖された。 気管支肺胞洗浄（BAL）液、漿液、及び肺組織のサンプルが炎症及び酸化ストレスのマーカーとして分析された。 その結果は、MWCNTsへの単回暴露により著しい細胞influxを示した。総細胞数ととBAL細胞中の多形核球（polymorphonuclear leukocytes）の数は、MWCNT処理マウスの1日目及び7日目ともに著しく増大していたことを示した。 細胞フリーBAL液の分析は、処理後1日目のMWCNT処理マウスの総蛋白、乳酸脱水素酵素（LDH）、腫瘍壊死因子α、インターロイキン-1β、ムチン（mucin）、サーファクタント蛋白-D（SP-D）のレベルが著しく増大したことを示した。しかし、これらのバイオマーカーは、ムチンとSP-Dを除いて7日目までに基礎レベルに戻っていた。MWCNT処理マウスの8-hydroxy-2'-deoxyguanosine尿中レベルの増大は、全身酸化ストレスを示唆した。 肺組織のウエスタン解析は、MWCNT処理マウスの細胞外スーパーオキシドディスムターゼ (Superoxide dismutase, SOD) 蛋白のレベル低下を示したが、Cu/Zn-SOD及びMn-SODは変化しなかった。 MWCNTの単回処理は、マウスの肺中で細胞毒性及び炎症性反応を引き起こすことが可能であることが結論付けられた。 Summary Inhalation Toxicology March 2010, Vol. 22, No. 4, Pages 340-347 , DOI 10.3109/08958370903359984 http://informahealthcare.com:80/doi/abs/10.3109/08958370903359984 Sung Gu Han1, Rodney Andrews2, C. Gary Gairola1 1Graduate Center for Toxicology, College of Medicine, and Animal and Food Sciences, College of Agriculture in the University of Kentucky 2Center for Applied Energy Research, University of Kentucky, Lexington, Kentucky, USA Address for Correspondence:S. G. Han, PhD, 585 CTW Building, Animal and Food Sciences, University of Kentucky, 900 S. Limestone Street,Lexington, KY 40536, USA. E-mail: shan3@uky.edu Widespread use of carbon nanotubes is predicted for future and concerns have been raised about their potential health effects. The present study determined the pulmonary response of mice to multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs). The MWCNT suspension in sterile phosphate-buffered saline (PBS) was introduced into mice lungs by oropharyngeal aspiration. Female C57Bl mice were treated with either 20 or 40 μg of MWCNTs in 40 μl PBS and control groups received equal volume of PBS. From each group, half of the mice were euthanized at day 1 and the remaining half at day 7 post treatment. Bronchoalveolar lavage (BAL) fluids, serum, and lung tissue samples were analyzed for inflammatory and oxidative stress markers. The results showed significant cellular influx by a single exposure to MWCNTs. Yields of total cells and the number of polymorphonuclear leukocytes in BAL cells were significantly elevated in MWCNT-treated mice post-treatment days 1 and 7. Analysis of cell-free BAL fluids showed significantly increased levels of total proteins, lactate dehydrogenase, tumor necrosis factor-α, interleukin-1β, mucin, and surfactant protein-D (SP-D) in MWCNT-treated mice at day 1 post treatment. However, these biomarkers returned to basal levels by day 7 post exposure except mucin and SP-D. An increase in the urinary level of 8-hydroxy-2’-deoxyguanosine in mice treated with MWCNT suggested systemic oxidative stress. Western analysis of lung tissue showed decreased levels of extracellular superoxide dismutase (SOD) protein in MWCNT-treated mice but copper/zinc and manganese SOD remained unchanged. It is concluded that a single treatment of MWCNT is capable of inducing cytotoxic and inflammatory response in the lungs of mice. Full Text | PDF (771 KB) |