江桂斌研究组在纳米金穿透人体表皮行为研究方面取得新进展

        中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室江桂斌研究组基于重组人表皮3D模型研究了表面负载不同电荷的纳米金颗粒穿透皮肤的行为与分子机制，相关研究成果近期以The epidermal penetration of gold nanoparticles and its underlying mechanism based on human reconstructed 3D Episkin^TM model为题在线发表于ACS Applied materials & interfaces（2017, DOI: 10.1021/acsami.7b13700）。

        纳米材料在化妆品等日用品中的应用日益广泛，经皮肤接触后进入人体的风险也同时增加。研究不同理化性质调控纳米颗粒物的透皮行为，对于评估这类新型材料的生物安全性具有重要意义。Episkin^TM 重组人体表皮细胞3D模型是一种表皮细胞的离体气液培养物，有效用于各种药物与化妆品的透皮行为研究，可提供比2D单层细胞培养物更为客观有效的实验数据，是一种具有良好应用前景的离体细胞实验模型。本研究基于表面带负电荷的柠檬酸修饰的纳米金颗粒（Citrate@GNP），通过配体置换反应制备了PVP与CTAB包被的纳米金颗粒（PVP@GNP，CTAB@GNP），分别代表零电荷与正电荷纳米金。通过分析表皮细胞模型中金的含量发现，表面带正电荷的CTAB@GNP具有最强的透皮效率。纳米金暴露可引起表皮细胞间通透性增加，导致下层培养基中蛋白由于浓度梯度差出现向上渗透的现象。纳米金暴露可引起表皮角质层脂质结构发生改变。与Citrate@GNP和PVP@GNP相比，CTAB@GNP可通过破坏角化细胞紧密连接引起纳米金颗粒的细胞间渗透。细胞质中金元素的存在证明CTAB@GNP也可通过细胞内吞与外排过程实现纳米颗粒物的表皮穿透过程。本工作针对不同表面修饰纳米金颗粒穿透3D表皮细胞模型的研究，一方面为评价纳米颗粒物渗透入皮肤组织的过程提供了很好的方法体系，另一方面也为不同表面电荷的纳米颗粒物所引起的不同的透皮行为提供了内在机制阐释。相关研究发现对于纳米技术改进与纳米安全性评估具有重要的科学意义。

        该研究工作得到了国家基金委项目和中国科学院先导专项B等的资助。

        原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.7b13700

表面负载不同电荷的纳米金颗粒对Episkin^TM 3D表皮细胞模型具有不同的穿透行为与机制。

2017年12月01日