如何更改石棉细胞内导致癌症?

一种常见的建筑材料,石棉是术语用来描述一系列自然增长的矿物质。严重的疾病,包括间皮瘤和肺癌,会出现几十年之后接触石棉。

生物医学研究人员花了多年来试图了解石棉引起疾病,尽管多个谜题仍未知。采取一种完全不同的方法,一个国际研究小组领导的研究人员宾夕法尼亚大学,而不是看着如何相互作用,改变了矿物本身。

“许多研究看着石棉的毒性,和我们想的方法这个问题从另一侧,不调查对细胞的影响,而是探索矿产一旦细胞内发生了什么,”说里特•Giere,潘教授的地球和环境科学在学院的艺术与科学工作,资深作者发表在科学报告。

“我们使用先进的实验技术,纳米甚至原子尺度转换的矿物质,”第一作者说另Vigliaturo,现在意大利的终身职位的助理教授都灵大学宾夕法尼亚大学的博士后奖学金期间完成了研究。“我们看到的是矿物质发生变化,几乎看起来像他们保卫自己免受细胞。”

研究了一套更大的实验通过佩恩的石棉进行卓越中心的环境毒理学。虽然一个常见的词,这个词“石棉”不是科学,而是用于工业指各种矿物质不同结构和化学成分。在当前工作、Vigliaturo Giere,和他的同事们专注于角闪石石棉,假设比其他品种更危险。

石棉毒性的研究主要集中在身体的组织如何应对矿物,在这里研究人员想要观察矿物回应被人类肺细胞。与研究人员合作国家化学研究所在斯洛文尼亚,Vigliaturo Giere利用成像技术非常高空间分辨率的矿物质后两天了内部人类肺细胞。相比之下,大多数石棉研究目前集中在对身体的影响当长石棉纤维留在组织以外的细胞。

与专门的透射电子显微镜(TEM)技术,研究人员记录了从未角闪石矿物的变化,其中许多是被隔间的细胞称为溶酶体,这通常涉及到处理细胞浪费和程序性细胞死亡。

”在这些溶酶体的酸性比其余的细胞,我们观察到表面的矿物溶解开始,“Giere说。

立即对这些问题相对含铁丰富的矿物质迅速兴起:“铁的命运是什么?”他说。

一种精制的TEM分析允许研究人员发现铁氧化态的改变在这解散,改变可能会影响矿物反应的方式与其他细胞组件,如细胞器和细胞的细胞核。

矿物表面也经历了引人注目的变化,包括富含铁的形成、无定形层后被细胞内化。科学家层让人联想到石棉的身体,但标记结构和化学差异。石棉的身体是由巨噬细胞在肺组织内而不是细胞,并与扩展接触石棉。

“当你检查肺组织样本提取病人死于石棉相关疾病,你会发现石棉纤维包围着褐色的涂层。这些都是石棉的身体,”Giere说。“涂层biogenically形成,主要从身体到铁传递蛋白铁蛋白。”

在他们的实验中,与细胞内的石棉,而不是在细胞间隙,研究人员并没有观察到石棉的身体,而是一个铁层的矿物质来源于矿物本身。与石棉的身体不同,这些涂料不包含磷。

“为什么发生这种情况,我们不知道,”Giere说。“可能是细胞试图保护自己通过触发这种变化在矿石但它还为时尚早。”

此外,Vigliaturo指出,更富含铁闪石出人意料地显示少宣告解散和广泛的非晶层的品种相比,包含更少的铁。“这是我们预期的相反,在非生物实验报告,”他说。

矿物学变化时,研究人员说,可能会影响身体的反应和如何处理的石棉fibers-a过程可能几十年后如何疾病出现的链接。但他们警告,他们的实验在短时间内进行,仅仅两天,进行了体外细胞系而不是在人类的身体。更多的工作是必要的,他们说,要理解他们观察是否反映在生活的人暴露于石棉。

Giere Vigliaturo,和他们的同事们继续探索的互动和石棉肺细胞,但重点是生化细胞自身的变化。他们也尝试不同类型的石棉更好地了解他们的相似之处和差异可能与疾病负担。

他们希望他们的发现能够帮助其他研究人员解释石棉的毒性和致癌作用。Vigliaturo,出生于Monferrato的卡萨,意大利,一个拥有40000人口的城市拥有超过3000人的死亡归因于石棉毒性从当地工厂,渴望了解更多关于石棉相关疾病是个人。

“我们把纳米科学、生物学和纳米材料技术,矿物学,”他说。“我们用我们的专业背景为解决这一难题的一部分。”

参考:Vigliaturo R,来自M, DražićG, et al。纳米尺度转换人类肺泡上皮细胞中的角闪石。Sci代表。2022;12:1782。doi:10.1038 / s41598 - 022 - 05802 - x

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。