研究發現納米顆粒危害人體消化器官

中國粉體網7月21日訊  在微型的小腸和肝臟中進行的實驗表明，微小的納米顆粒能夠突破人體內的一道重要屏障。

　　科學家們研發了一種微流體裝置，它能夠重現胃腸道與肝臟的相互作用，從而對納米顆粒的毒性做出更真實的評估。科學家們已經利用該裝置對肝臟組織進行了單器官實驗，但是，在接下來的多器官實驗中，它在低于預期水平的納米顆粒濃度下探測到了肝臟組織損傷。

　　許多研究都僅關注納米顆粒對醫學的積極作用，但康奈爾大學的邁克爾·舒勒（Michael Shuler）實驗室的研究員曼迪·艾施（Mandy Esch）卻表示，她的項目正在檢查納米顆粒的不利影響。

　　這種“芯片人體”裝置是一種迷你的人體模型，不過將人體的真實大小縮小了40萬倍。Esch將裝置分隔成不同部分，其中是與細胞培養物類似的各種組織。兩條流體回路，將胃腸道模塊的基底外側與芯片、肝臟容器連接在了一起。

　　芯片以HepG2/C3A細胞（即人肝腫瘤細胞）代表肝臟，而模擬腸道的，則是腸上皮細胞類似物Caco-2（人克隆結腸腺癌細胞）和分泌粘液素的細胞類似物HT29-MTX的共培養物。我們將羧化聚苯乙烯（Carboxylated polystyrene）納米顆粒進行熒光標記后，就能追蹤它們在腔室之間的移動。而測量天冬氨酸轉氨酶（aspartate transaminase）（細胞死亡后釋放到培養基里的一種胞質酶）的濃度，就能知道肝臟的受損程度了。

　　研究發現，單個納米顆粒和較小的納米顆粒聚合物能夠跨越胃腸道屏障，到達肝細胞。越過胃腸道后的顆粒，zeta電位有所增加，這表明，進入人體后，納米顆粒的潛在毒性會提高。但是，大一些的納米顆粒，也就是那些與細胞膜相作用并聚合成簇的顆粒，卻被更加有效地攔截住了。

　　胃腸道是防止消化后的物質進入體循環的重要屏障。初期結果顯示，肝細胞輕度損傷后會釋放可溶性中介物，這些物質可能會損壞構成胃腸道的細胞，從而加重最初的損傷。而在之前的單器官實驗中，這些不利影響并沒有顯現出來。

　　美國哈佛大學的生物工程師金賢政（Hyun Jung Kim）認為，改造后的微型設備能夠重現出特化的多細胞構架；這樣的設備非常重要，它有助于成功地評估納米顆粒吸收水平及其對肝臟的毒害作用。他認為，艾施團隊的這項研究 “強調了微流體芯片器官技術的重要性，這項技術能夠為藥物和環境顆粒物的吸收、代謝和毒性機理研究提供新的體外試驗工具。”

　　未來的實驗會采用組織的三維構建，這會使模擬更加真實，并為觀察到更可靠的生理行為提供可能。