Sager et al. (2008) and Sager and C

Sager et al. (2008) and Sager and Castranova (2009) investigated the role of particle surface area on pulmonary inflammation in male Fischer 344 rats treated with either fine or ultrafine TiO2 by intratracheal instillation. The mass doses of ultrafine TiO2 (primary particle size 21 nm; specific surface area 48 m2 /g; 0.26, 0.52, and 1.04 mg/rat) and fine TiO2 (primary particle size 1,000 nm; specific surface area 2.3 m2/g; 5.35, 10.7, and 21.4 mg/rat) corresponded to an equivalent surface area dose (0.031, 0.062, 0.12 cm2 particles / cm2 alveolar epithelial cell surface of the lungs). At each post-exposure time point (1, 7, or 42 days) and mass dose, the ultrafine TiO2 was least 41 times more potent than fine TiO2 in eliciting pulmonary inflammation (as measured by neutrophil cell count in BAL fluid, relative to control (saline only) rats). When dose was expressed as particle surface area (measured by BET gas absorption), the ultrafine TiO2 as less than two times more potent than fine TiO2, and this difference was not statistically significant. This study also showed that ultrafine TiO2 translocated from the lungs to the lung-associated lymph nodes to a greater extent than fine TiO2.

Overall, these recent studies are consistent with roles for both particle surface area and particle surface reactivity in the pulmonary responses to TiO2 and other inhaled particles. Particle surface area and reactivity have been shown to influence the pulmonary inflammation response to various types of inhaled particles including PSLT and crystalline silica (Duffin et al., 2007; Dankovic et al., 2007).

In study in mice of TiO2 (by oral gavage), Wang et al. (2007) observed that nanoscale and fine TiO2 translocated to the liver, kidney spleen, and lungs, and that liver damage occurred in mice administered nanoscale TiO2 (at the high dose of 5 g/kg). This study suggests the need to investigate possible adverse effects or carcinogenicity in other organs and by other routes of exposure, especially to nanoscale TiO2.

Biomarkers of exposure

No biomarkers of exposure were identified.

Biomarkers of effect

A number of recent studies have identified markers of inflammation, including granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) mRNA expression and secretion in a human bronchial epithelial cell line (16HBE14o- ) (Hussain et al., 2009) and interleukin (IL)-8 production in a human alveolar epithelial type II cell line (A549), which is a pro-inflammatory cytokine also produced in vivo (Duffin et al., 2007). MicroRNA signatures may provide a marker linking inflammation, immune response, and cancer (Hussain and Harris 2007), although this has not been examined specifically in conjunction with particle-elicited inflammation. Markers of oxidative DNA damage (e.g., 8-OHdG) may provide an indication of the particle-elicited oxidative stress. However, none of these markers is specific to TiO2, nor was it determined how feasible these biomarkers would be for testing in exposed populations.

Research needs and recommendations

Possible cohort for future epidemiologic studies

Kết quả (Việt) 1:

Sager et al. (2008) và Sager và Castranova (2009) nghiên cứu vai trò của diện tích bề mặt hạt về viêm phổi ở Nam Fischer 344 chuột được điều trị với hoặc tiền phạt hoặc ultrafine TiO2 bởi intratracheal instillation. Liều ultrafine TiO2, khối lượng (chính hạt kích thước 21 nm, cụ thể diện tích 48 m2 /g; 0,26, 0,52, và 1,04 mg/chuột) và phạt TiO2 (chính hạt kích thước 1.000 nm, cụ thể diện tích 2,3 m2/g; 5,35, 10,7 và 21,4 mg/rat) tương ứng với một liều lượng tương đương diện tích bề mặt (0.031, 0,062, 0,12 cm2 hạt / cm2 alveolar biểu mô tế bào bề mặt của phổi). Mỗi thời gian sau khi tiếp xúc điểm (1, 7, hoặc 42 ngày), và khối lượng liều ultrafine TiO2 là ít nhất 41 lần mạnh hơn Mỹ TiO2 dồi viêm phổi (được đo bởi bạch cầu trung tính đếm tế bào trong chất lỏng BAL, liên quan đến kiểm soát (nước muối) chuột). Khi liều được biểu thị dưới dạng hạt bề mặt (được đo bởi sự hấp thụ khí đặt CƯỢC), TiO2 ultrafine là ít hơn hai lần mạnh hơn Mỹ TiO2, và sự khác biệt này không phải là ý nghĩa thống kê. Nghiên cứu này cũng cho thấy rằng ultrafine TiO2 translocated từ phổi đến các hạch bạch huyết phổi liên quan đến một mức độ lớn hơn tiền phạt TiO2.Nhìn chung, các nghiên cứu gần đây được phù hợp với các vai trò cho diện tích bề mặt hạt và phản ứng trên bề mặt hạt trong phổi responses to TiO2 và hạt khác hít vào. Diện tích bề mặt hạt và phản ứng đã được chứng minh để ảnh hưởng đến các phản ứng viêm phổi đến các loại hạt hít vào, bao gồm cả PSLT và kết tinh silica (Duffin et al., 2007; Dankovic et al., 2007).Trong nghiên cứu ở chuột của TiO2 (bằng bằng miệng gavage), Wang et al. (2007) quan sát thấy rằng nano và phạt TiO2 translocated gan, thận, lá lách và phổi, và tổn thương gan xảy ra ở chuột quản lý nano TiO2 (ở liều cao 5 g/kg). Nghiên cứu này cho thấy sự cần thiết phải điều tra có thể tác động bất lợi hoặc carcinogenicity trong các cơ quan khác và các tuyến khác tiếp xúc, đặc biệt là với Nano TiO2.Biomarkers tiếp xúcKhông có biomarkers tiếp xúc đã được xác định.Biomarkers có hiệu lựcMột số nghiên cứu gần đây đã xác định được các dấu hiệu của viêm nhiễm, bao gồm cả bạch cầu hạt đại thực bào thuộc địa kích thích các yếu tố (GM-CSF) mRNA biểu hiện và tiết ra trong nhân tế bào biểu mô phế quản dây (16HBE14o-) (Hussain et al., 2009) và interleukin (IL) -8 sản xuất tại một nhân loại phế nang biểu mô II dòng tế bào (A549), mà là một cytokine viêm pro cũng sản xuất tại vivo (Duffin et al., 2007). MicroRNA chữ ký có thể cung cấp một điểm đánh dấu liên kết tình trạng viêm, phản ứng miễn dịch và bệnh ung thư (Hussain và Harris 2007), mặc dù điều này chưa được kiểm tra cụ thể trong kết hợp với viêm elicited hạt. Các dấu hiệu tổn thương ADN oxy hóa (ví dụ: 8-OHdG) có thể cung cấp một dấu hiệu của stress oxy hóa elicited hạt. Tuy nhiên, không ai trong số các dấu hiệu cụ thể cho TiO2, cũng không phải nó được xác định như thế nào khả thi các biomarkers sẽ thử nghiệm trong quần thể tiếp xúc với.Nghiên cứu nhu cầu và kiến nghịCó thể khóa trong tương lai nghiên cứu dịch tễ

Kết quả (Việt) 2:

Sager et al. (2008) và Sager và Castranova (2009) đã nghiên cứu vai trò của khu vực bề mặt hạt trên viêm phổi ở nam Fischer 344 con chuột được điều trị bằng hoặc tốt hoặc siêu mịn TiO2 bằng cách nhỏ thuốc trong khí quản. Các liều lượng khối lượng của siêu mịn TiO2 (kích thước hạt sơ cấp 21 nm, diện tích bề mặt riêng 48 m2 / g; 0,26, 0,52 và 1,04 mg / chuột) và TiO2 tốt (kích thước hạt sơ cấp 1.000 nm, diện tích bề mặt riêng 2.3 m2 / g; 5,35 , 10.7, và 21.4 mg / chuột) tương ứng với một liều lượng tương đương với diện tích bề mặt (0,031, 0,062, 0,12 cm2 hạt / cm2 phế nang bề mặt tế bào biểu mô của phổi). Tại mỗi điểm thời gian sau phơi nhiễm (1, 7 hoặc 42 ngày) và liều đại chúng, TiO2 siêu mịn đã nhất mạnh hơn TiO2 tốt 41 lần trong gợi ý viêm phổi (được đo bằng số lượng tế bào bạch cầu trung tính trong BAL chất lỏng, liên quan đến kiểm soát (chỉ nước muối) chuột). Khi liều được biểu hiện bằng diện tích bề mặt hạt (được đo bằng cách hấp thụ khí BET), TiO2 siêu mịn như ít hơn hai lần mạnh hơn TiO2 tốt, và sự khác biệt này không có ý nghĩa thống kê. Nghiên cứu này cũng cho thấy rằng TiO2 siêu mịn translocated từ phổi đến các hạch bạch huyết phổi liên quan đến một mức độ lớn hơn TiO2 tốt.

Nhìn chung, các nghiên cứu gần đây là phù hợp với vai trò cho cả diện tích bề mặt hạt và độ phản ứng bề mặt hạt trong các câu trả phổi để TiO2 và các hạt hít khác. Diện tích bề mặt hạt và độ phản ứng đã được chứng minh là ảnh hưởng đến phản ứng viêm phổi với các loại khác nhau của các hạt hít bao gồm PSLT và tinh thể silica (Duffin et al, 2007;. Dankovic et al, 2007)..

Trong nghiên cứu trên chuột của TiO2 (bằng miệng bằng ống), Wang et al. (2007) quan sát thấy rằng kích thước nano TiO2 và tốt chuyển lên gan, lách thận, phổi và tổn thương gan xảy ra ở chuột dùng TiO2 kích thước nano (ở liều cao của 5 g / kg). Nghiên cứu này cho thấy sự cần thiết để điều tra tác dụng phụ có thể hoặc gây ung thư ở các cơ quan khác và các tuyến đường khác tiếp xúc, đặc biệt là kích thước nano TiO2.

Biomarkers tiếp xúc

Không chỉ dấu sinh học tiếp xúc đã được xác định.

Biomarkers của hiệu ứng

đánh dấu Một số nghiên cứu gần đây đã xác định viêm , bao gồm bạch cầu hạt macrophage colony yếu tố kích thích (GM-CSF) biểu hiện mRNA và bài tiết trong phế quản dòng tế bào biểu mô của con người (16HBE14o-) (Hussain et al., 2009) và interleukin (IL) -8 sản xuất trong một con người phế nang biểu mô loại II dòng tế bào (A549), mà là một cytokine viêm cũng được sản xuất trong cơ thể (Duffin et al., 2007). Chữ ký microRNA có thể cung cấp một dấu hiệu liên kết viêm, đáp ứng miễn dịch và ung thư (Hussain và Harris 2007), mặc dù điều này đã không được kiểm tra đặc biệt kết hợp với viêm hạt tạo ra nữa. Dấu của tổn thương DNA oxy hóa (ví dụ, 8-OHdG) có thể cung cấp một dấu hiệu của sự căng thẳng oxy hóa các hạt tạo ra nữa. Tuy nhiên, không ai trong số các dấu này là cụ thể cho TiO2, nó cũng không được xác định như thế nào khả thi các chỉ dấu sinh học sẽ được cho thử nghiệm trong các quần thể tiếp xúc.

Nghiên cứu nhu cầu và khuyến nghị

có thể nghiên cứu thuần tập cho các nghiên cứu dịch tễ học trong tương lai