通过光终身成像显微镜 (FLIM) 可视化纳米塑料在活体肠道器官中的内化和生物影响

科学领域:

• 环境健康 环境健康
• 细胞生物学 细胞生物学
• 毒理学 毒理学 毒理学

背景情况:

• 微型和纳米塑料 (MNP) 的污染对健康构成重大风险.
• 了解MNP积累和对吸收组织的影响需要先进的模型和成像.
• 目前关于MNP-肠相互作用和细胞影响的知识有限.

研究的目的:

• 开发和验证一种新的方法来研究MNP与肠表皮的相互作用,使用活体有机体培养和光终身成像显微镜 (FLIM).
• 研究原始MNP在肠道上皮细胞上的吸收机制,细胞效应和毒性.
• 建立一种敏感的成像技术,以区分MNP及其在3D外生系统中的相互作用.

主要方法:

• 培养成年干细胞衍生小肠道有机体,具有"圆顶外"拓,以优化实时成像.
• 准备的原始PMMA和PS MNPs (<200 nm) 添加深红色光染料.
• 使用活FLIM与相位分析用于MNP-有机体相互作用和毒性的多参数单细胞分析.

主要成果:

• MNPs与峰和基底膜有明显的相互作用,并显示了特定物种的吸收模式.
• 带有相位分析的FLIM提供了比基于强度的显微镜更高的灵敏度来区分MNP.
• "光生命周期条形码"区分了MNP类型及其在有机体内的定位.
• 短期和长期的MNP暴露破坏了线粒体功能并诱导炎症 (化学因子产生).

结论:

• 基于FLIM开发的有机体模型为研究MNP在胃肠道中的毒性提供了一个敏感的平台.
• 纯净的MNP可以对肠道上皮细胞的线粒体功能和炎症反应产生负面影响.
• 这种方法促进了对MNP生物影响的理解,并使得复杂生物系统中纳米粒子的追踪成为可能.