哨兵监督的肺上芯片:一个新的环境毒理平台,用于纳米塑料诱导的肺损伤

科学领域:

• 环境健康 环境健康
• 毒理学 毒理学 毒理学
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 纳米塑料是无处不在的空气污染物,对呼吸系统健康构成风险.
• 有限的研究存在于纳米塑料诱导的肺损伤,特别是慢性阻塞性肺病 (COPD).
• 现有的模型缺乏足够的复杂性来充分理解污染物诱导的COPD,特别是免疫细胞相互作用.

研究的目的:

• 开发一个先进的肺上芯片模型,集成多个免疫细胞,用于研究污染物诱导的肺损伤.
• 使用这个新的平台,研究聚乙烯纳米塑料 (PS-NP) 与慢性肺炎之间的关联.
• 评估PS-NP对膜-血液屏障,氧化应激,炎症和潜在的COPD生物标志物的影响.

主要方法:

• 构建一个模拟大气管血液屏障的肺在芯片模型,并集成免疫细胞.
• 使用各种环境污染物验证模型的稳定性和可靠性.
• 模型暴露于PS-NP以评估细胞毒性,屏障完整性 (TEER,透性),氧化应激和炎症标志物.
• 分析α1-抗素 (AAT) 表达作为潜在的COPD生物标志物.

主要成果:

• 暴露在PS-NP下降了细胞活力,并损害了膜血液屏障的完整性 (降低了TEER,增加了透性).
• 在芯片上的肺模型中,PS-NP诱导了显著的氧化应激和炎症反应.
• 观察到PS-NPs通过膜-血液屏障转移到血液中.
• 观察到α1-抗素 (AAT) 表达的显著降低,这表明它有可能成为早期的COPD生物标志物.

结论:

• 开发的肺上芯片平台准确地模拟了肺部对纳米塑料的反应.
• 聚乙烯纳米塑料对肺部健康构成重大威胁,损害大气管血液屏障,促进COPD相关的病理.
• 该模型为研究纳米塑料肺毒性和识别早期COPD生物标志物提供了一个有前途的工具.