Interlaboratory evaluation of rodent pulmonary responses to engineered nanomaterials: the NIEHS Nano GO Consortium.
Interlaboratory evaluation of rodent pulmonary responses to engineered nanomaterials: the NIEHS Nano GO Consortium.
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DOI：
10.1289/ehp.1205693
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发表时间：
2013-06
影响因子：
10.4
通讯作者：
Pinkerton KE
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bonner JC;Silva RM;Taylor AJ;Brown JM;Hilderbrand SC;Castranova V;Porter D;Elder A;Oberdörster G;Harkema JR;Bramble LA;Kavanagh TJ;Botta D;Nel A;Pinkerton KE
背景：工程纳米材料（ENM）具有潜在的好处，但它们也给人类健康带来了安全问题。需要使用标准化方案对啮齿类动物进行实验室间研究来评估 ENM 毒性。方法：四个实验室评估了 C57BL/6 小鼠对口咽抽吸 (OPA) 递送的 ENM 的肺部反应，三个实验室评估了气管内滴注 (IT) 后的 Sprague-Dawley (SD) 或 Fisher 344 (F344) 大鼠。测试的 ENM 包括三种形式的二氧化钛 (TiO2) [锐钛矿/金红石球 (TiO2-P25)、锐钛矿球 (TiO2-A) 和锐钛矿纳米带 (TiO2-NB)] 和三种形式的多壁碳纳米管 (MWCNT) [原始 (O)、纯化 (P) 和羧酸“功能化” (F)]。治疗一天后，收集支气管肺泡灌洗液以确定差异细胞计数、乳酸脱氢酶（LDH）和蛋白质。固定肺用于组织病理学。还在治疗后 7 天（TiO2 形式）和 21 天（MWCNT）检查了反应。结果：在四个实验室中的三个实验室中，TiO2-A、TiO2-P25 和 TiO2-NB 在第 1 天引起小鼠显着的中性粒细胞增多。在三个实验室中的两个实验室中，TiO2-NB 在第 1 天引起大鼠中性粒细胞增多，而 TiO2-P25 和 TiO2-A 在任何实验室中都没有显着影响。小鼠和大鼠中由 TiO2 引起的炎症在第 7 天消失。所有 MWCNT 类型在第 1 天时在四分之三的小鼠实验室和所有大鼠实验室中均引起中性粒细胞增多。四分之三的实验室在小鼠体内观察到与 O-MWCNT 和 TiO2-NB 相似的组织病理学。结论：ENM 在大鼠和小鼠中产生相似的中性粒细胞增多和病理学模式。尽管三种类型的 TiO2 纳米粒子引起的中性粒细胞增多程度存在实验室间差异，但所有实验室都发现三种类型的 MWCNT 的相对效力的类似结果，从而为这些实验室间比较提供了更大的信心。
Background: Engineered nanomaterials (ENMs) have potential benefits, but they also present safety concerns for human health. Interlaboratory studies in rodents using standardized protocols are needed to assess ENM toxicity. Methods: Four laboratories evaluated lung responses in C57BL/6 mice to ENMs delivered by oropharyngeal aspiration (OPA), and three labs evaluated Sprague-Dawley (SD) or Fisher 344 (F344) rats following intratracheal instillation (IT). ENMs tested included three forms of titanium dioxide (TiO2) [anatase/rutile spheres (TiO2-P25), anatase spheres (TiO2-A), and anatase nanobelts (TiO2-NBs)] and three forms of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) [original (O), purified (P), and carboxylic acid “functionalized” (F)]. One day after treatment, bronchoalveolar lavage fluid was collected to determine differential cell counts, lactate dehydrogenase (LDH), and protein. Lungs were fixed for histopathology. Responses were also examined at 7 days (TiO2 forms) and 21 days (MWCNTs) after treatment. Results: TiO2-A, TiO2-P25, and TiO2-NB caused significant neutrophilia in mice at 1 day in three of four labs. TiO2-NB caused neutrophilia in rats at 1 day in two of three labs, and TiO2-P25 and TiO2-A had no significant effect in any of the labs. Inflammation induced by TiO2 in mice and rats resolved by day 7. All MWCNT types caused neutrophilia at 1 day in three of four mouse labs and in all rat labs. Three of four labs observed similar histopathology to O-MWCNTs and TiO2-NBs in mice. Conclusions: ENMs produced similar patterns of neutrophilia and pathology in rats and mice. Although interlaboratory variability was found in the degree of neutrophilia caused by the three types of TiO2 nanoparticles, similar findings of relative potency for the three types of MWCNTs were found across all laboratories, thus providing greater confidence in these interlaboratory comparisons.
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