ナノ粒子の細胞毒性に関する研究:均一分散系を用いた粒子径依存性の評価

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(1)細胞内局在部位の同定…平均粒子径が、2,10,20,50,80nmの市販金コロイドを分化可能な接着細胞であるマウス頭蓋冠由来前骨芽細胞MC3T3-E1へ0.001〜0.05mg/mlで曝露した。Alamar Blueで定量できるミトコンドリア還元性で細胞毒性が検出された2、10nmサイズの金ナノ粒子0.005mg/mlを3日間曝露した後に透過型電子顕微鏡観察すると、金粒子はクラスターを形成しvesicle中にも存在するが、主にリソソーム内に取り込まれていた。一方、20,50,80nmサイズの金ナノ粒子0.05mg/mlの3日間の曝露では細胞毒性は認められず、金粒子は分散された形でendocytic vesicleに認められた。いずれも核内には検出されなかった。これらの結果は、半導体ナノ粒子での研究や本研究遂行中にHeLa細胞等を用いて発表された他の研究グループによる結果と一致している。(2)凝集を防ぐ方法の確立…MC3T3-E1細胞の骨芽細胞への分化誘導には約10日間を要すため、その間に細胞外マトリックス上で金コロイドの凝集が認めれた。クエン酸安定化金コロイドは、培養中に血清タンパク質が金粒子表面のクエン酸の負荷電と相互作用したり、交換反応を引き起こすなど様々な反応を引き起こす可能性もあり、凝集を防ぐ手立ては見出せなかった。(3)細胞分化に及ぼす影響…20,50,80nmサイズの金ナノ粒子による曝露でも6日間を越えると、細胞毒性とマトリックス上でのクラスターの形成が認められ、骨様結節(ノジュール)の定性・定量に問題が生じ、ナノスペース理論を証明できなかった。