Metabolic effects of TiO2 nanoparticles, a common component of sunscreens and cosmetics, on human keratinocytes

doi:10.1038/cddis.2013.76

.2013年3月21日；4（3）：e549。

doi:10.1038/cddis.2013.76。

防晒霜和化妆品的常见成分TiO2纳米颗粒对人类角质形成细胞的代谢作用

P Tucci先生¹, G港口, 阿戈斯蒂尼, D丁斯代尔, 我是亚维科利, K凯恩, A Finazi-Agroó, G梅利诺, A威利斯

附属公司

PMID： 23519118
预防性维修识别码：项目经理3615742
内政部： 2013年10月10日第38天

防晒霜和化妆品的常见成分TiO2纳米颗粒对人类角质形成细胞的代谢作用

P Tucci先生等。细胞死亡病. 2013.

.2013年3月21日；4（3）：e549。

doi:10.1038/cddis.2013.76。

作者

P Tucci先生¹, G港口, M阿戈斯蒂尼, D丁斯代尔, 我是亚维科利, K凯恩, A Finazi-Agroó, G梅利诺, A威利斯

附属

¹英国莱斯特莱斯特大学毒理学组医学研究委员会。paola.tucci@unical.it

PMID： 23519118
预防性维修识别码：项目经理3615742
内政部： 10.1038/cddis.2013.76

摘要

纳米颗粒的长期健康风险仍然知之甚少，这是一个严重的问题，因为随着工业和家庭使用的增加，纳米颗粒在环境中普遍存在。这些化合物对细胞毒性的贡献程度尚不清楚，尽管已知氧化应激途径的诱导与此过程有关，但与纳米颗粒介导的氧化应激和毒性有关的蛋白质和代谢途径基本上尚不清楚。为了进一步研究这个问题，研究了TiO2对HaCaT人角质形成细胞系的影响。数据表明，尽管TiO2不影响细胞周期相位分布，也不影响细胞死亡，但这些纳米颗粒对线粒体功能具有显著而快速的影响。进行代谢分析以确定268种特定途径的代谢物，发现85种生化代谢物发生显著变化，其中许多已知与细胞应激反应有关。重要的是，纳米颗粒进入培养细胞的吸收仅限于吞噬体，TiO2纳米颗粒未进入细胞核或任何其他细胞质细胞器。暴露24小时后，未检测到其他形态变化，这与线粒体在该反应中的特定作用相一致。

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数字

图1
TiO的影响₂形态和细胞周期相分布。(一)50处理的HaCaT细胞的透射电镜μg/ml氧化钛₂24小时后，在吞噬体/溶酶体内发现聚集的单个颗粒。在细胞核或其他细胞器内未发现颗粒。(b条)通过流式细胞术对用不同浓度的TiO2处理24小时的HaCat细胞进行细胞凋亡和细胞周期分析₂如图所示。数据表示平均值±S。三个独立实验的E.M

图2
TiO的影响₂对呼吸的影响。(一)在存在不同浓度TiO的情况下，连续暴露于线粒体活性调节剂（寡霉素、FCCP和鱼藤酮）的HaCat细胞的OCR₂所示为五个试验中的一个试验。(b条)使用的每种浓度的基础细胞呼吸，如在A(c)TiO的影响₂对鱼藤酮敏感的OCR，如(一). 中的数据(b条和c)表示平均值±S。三个独立实验的E.M。统计学*P（P）*-中的值(b条)和(c)与控制相比，显示了。关于三个独立实验和ECAR的相对累积效应，另请参见补充图1

图3
TiO的影响₂能量代谢和细胞更新。NAD水平⁺(一)、NADH(b条)、NADP⁺(c)、CoA(d日)、肉碱(**e（电子）**)，己基肉碱(**（f）**)，棕榈酰肉碱(克)，乙酰辅酶A(小时)和乙酰肉碱(我)按照材料和方法进行测量。方框和胡须图例如图所示

图4
TiO的影响₂对葡萄糖代谢的影响。葡萄糖水平(一)，3-磷酸甘油(b条)，丙酮酸(c)，核糖-5-磷酸(d日)和核糖(**e（电子）**)按照材料和方法进行测量。代谢途径如图所示

图5
二氧化钛的作用₂能源中间产品。TiO处理后蛋白质和RNA降解途径的代谢变化₂.3-AMP水平(一)，3-CMP(b条)，胞嘧啶-2,3-环磷酸(c)，甘氨酰缬氨酸(d日)，天门冬氨酰亮氨酸(**e（电子）**)和天冬氨酰苯丙氨酸(**（f）**)按照材料和方法进行测量

图6
甲基化和谷胱甘肽合成的代谢途径。SAH水平(一)，同型半胱氨酸(b条)，谷胱甘肽(c)，蛋氨酸(d日)，胱硫醚(**e（电子）**)和半胱氨酸(**（f）**)按照材料和方法进行测量。代谢途径如下所示

图7
多胺合成的代谢途径。MTA水平(一)，二甲基精氨酸(b条)，精脒(c)，腐烂(d日)，精氨酸(**e（电子）**)，尿素(**（f）**)和鸟氨酸(克)如材料和方法中所述进行测量。代谢途径如右侧所示

图8
TiO的影响₂葡萄糖醛酸化途径。UDP-葡萄糖醛酸盐的变化(一)和葡萄糖醛酸盐(b条)TiO中的水平₂-处理过的细胞。代谢途径如右侧所示

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