评估纳米毒性的人类胎盘上芯片从细胞干细胞的胎盘
Rongkai Cao1, Yuxin Guo1, Jiayue Liu2
1Division of Biotechnology, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian, China; University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China.
Ecotoxicology and environmental safety
|September 17, 2024
概括
孕妇在怀孕期间接触氧化铜纳米颗粒 (CuO NPs) 会通过损伤胎盘损害胎儿发育. 一个新的胎盘上芯片模型揭示了CuO NPs破坏胎盘功能并引发炎症,对胎儿构成风险.
科学领域:
- 生殖毒理学 生殖毒理学
- 纳米医学是一种纳米医学.
- 发育生物学是发展生物学.
背景情况:
- 孕妇在怀孕期间接触纳米颗粒对胎儿发育构成风险.
- 胎盘对于保护胎儿至关重要,但对纳米粒子的反应尚不清楚.
- 现有的模型缺乏复杂性,无法准确评估纳米粒子对人类胎盘的影响.
研究的目的:
- 开发和验证人类胎盘上芯片模型,以评估纳米粒子毒性.
- 研究氧化铜纳米颗粒 (CuO NPs) 对胎盘功能和发育的影响.
- 在胎盘模型中评估由CuO NP暴露引起的炎症和亡反应.
主要方法:
- 在一个动态的微系统中共同培养人类热细胞干细胞和内皮细胞,以创建一个晶片上的胎盘模型.
- 通过将CuO NPs引入模型的 trofhoblastic 侧来模拟母亲的血液暴露.
- 评估CuO NP对 trofhoblast分化,激素分泌,葡萄糖运输,自和亡的影响.
- 在模型中分析炎症反应,包括巨细胞激活和细胞因子分泌.
主要成果:
- CuO NPs显著阻碍了人体 trofhoblast 干细胞分化成为 syncytiotrophoblasts.
- 暴露于CuO NPs减少了胎盘的基本功能,如荷尔蒙分泌和葡萄糖运输.
- CuO NPs破坏了自流,诱导了热囊细胞的亡,并触发了炎症反应,包括巨细胞激活和细胞因子释放.
- 该模型证明了内皮屏障的破坏,表明胎盘完整性受到损害.
结论:
- 开发的胎盘在芯片上的模型有效地回顾了人类胎盘对纳米粒子暴露的反应.
- 通过诱导毒性和炎症,CuO NPs对胎盘功能和胎儿发育构成重大风险.
- 该模型为评估纳米毒性和了解与纳米粒子暴露相关的母胎健康风险提供了一个有价值的平台.
