Evidence that ultrafine titanium dioxide induces micronuclei and apoptosis in Syrian hamster embryo fibroblasts.
Evidence that ultrafine titanium dioxide induces micronuclei and apoptosis in Syrian hamster embryo fibroblasts.
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DOI：
10.1289/ehp.02110797
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发表时间：
2002-08
影响因子：
10.4
通讯作者：
Schiffmann D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rahman Q;Lohani M;Dopp E;Pemsel H;Jonas L;Weiss DG;Schiffmann D
吸入超细二氧化钛（UF-TiO 2）颗粒会引起明显的肺部炎症，与细TiO 2相反。以前的研究提供了证据，肺泡巨噬细胞的活性氧簇的生产后，超负荷与UF-TiO 2颗粒和细胞毒性的UF-TiO 2在大鼠肺泡巨噬细胞。UF-TiO 2还可导致大鼠肺纤维化和肺肿瘤。UF-TiO 2颗粒具有光遗传毒性，但一般而言，关于UF-TiO 2遗传毒性的信息仍然有限。我们研究了UF-TiO 2（粒径小于或等于20 nm）和细TiO 2（粒径> 200 nm）诱导染色体变化的潜力，这可以通过叙利亚仓鼠胚胎（SHE）细胞中微核（MN）的形成来监测。我们还分析了UF-TiO 2处理的细胞凋亡诱导。MN测定显示MN诱导显著增加在用UF-TiO 2处理后的SHE细胞中（p小于或等于0.05）（1.0 μ g/cm 2），持续12小时（平均值，24.5 MN/1，000个细胞），24小时13 MN/1，000个细胞）、48小时（平均值，30.8 MN/1，000个细胞）、66小时（平均值，31.2 MN/1，000个细胞）和72小时（平均值，31.3 MN/1，000个细胞）。双苯甲酰亚胺染色显示典型的凋亡结构（凋亡小体），凝胶电泳鉴定出由核小体间裂解产生的凋亡特异性“DNA梯形图”。此外，透射电子显微镜暴露的细胞揭示了典型的染色质压实的凋亡。
Inhaled ultrafine titanium dioxide (UF-TiO2) particles cause pronounced pulmonary inflammation, in contrast to fine TiO2. Previous studies provide evidence for the production of reactive oxygen species by alveolar macrophages, after overloading with UF-TiO2 particles and cytotoxicity of UF-TiO2 in rat lung alveolar macrophages. UF-TiO2 also causes pulmonary fibrosis and lung tumors in rats. UF-TiO2 particles are photogenotoxic, but in general, information on the genotoxicity of UF-TiO2 is still limited. We studied the potential of UF-TiO2 (particle size less than or equal to 20 nm) and fine TiO2 (particle size > 200 nm) to induce chromosomal changes, which can be monitored by the formation of micronuclei (MN) in Syrian hamster embryo (SHE) cells. We also analyzed UF-TiO2-treated cells for apoptosis induction. The MN assay revealed a significant increase in MN induction (p less than or equal to 0.05) in SHE cells after treatment with UF-TiO2 (1.0 micro g/cm2) for 12 hr (mean, 24.5 MN/1,000 cells), 24 hr (mean, 31.13 MN/1,000 cells), 48 hr (mean, 30.8 MN/1,000 cells), 66 hr (mean, 31.2 MN/1,000 cells), and 72 hr (mean, 31.3 MN/1,000 cells). Bisbenzimide staining of the fixed cells revealed typical apoptotic structures (apoptotic bodies), and the apoptosis-specific "DNA ladder pattern" resulting from internucleosomal cleavage was identified by gel electrophoresis. Furthermore, transmission electron microscopy of the exposed cells revealed the typical chromatin compaction of apoptosis.
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