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Comparative proteomic analysis of the molecular responses of mouse macrophages to titanium dioxide and copper oxide nanoparticles unravels some toxic mechanisms for copper oxide nanoparticles in macrophages.

マウスマクロファージの二酸化チタンおよび酸化銅ナノ粒子に対する分子応答の比較プロテオミクス解析:酸化銅ナノ粒子のマクロファージにおける毒性メカニズムの一端を解明 (機械翻訳の邦題)

PloS one2015Triboulet S, Aude-Garcia C, Armand L, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象動物

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研究デザイン
その他の原著論文
対象
動物
出版年
2015
出典
doi.org
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出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
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公開

日本語要約(機械生成)

二酸化チタンと酸化銅ナノ粒子の安全性評価のため、マウスマクロファージの応答をプロテオミクスと標的解析で調べた。貪食能、サイトカイン放出、銅放出、亜毒性用量での応答を検討した。細胞内の銅放出だけでは酸化銅ナノ粒子の毒性を説明できず、銅イオンと酸化銅ナノ粒子はDNA鎖切断を誘導したが、二酸化チタンは誘導しなかった。非毒性用量では貪食能は阻害されず、銅イオンはリポ多糖誘導性のサイトカインと一酸化窒素産生を低下させた。プロテオミクス解析では、二酸化チタンは変化が少ない一方、酸化銅ナノ粒子はヘムオキシゲナーゼの誘導、グルタチオン合成の増加、テトラヒドロビオプテリンの減少を示した。標的解析により、グルタチオン生合成の増加とヘムオキシゲナーゼの誘導が銅ストレスに対する生存に重要であり、カテコールアミン経路の中間体が酸化銅ナノ粒子および銅イオンと強い交差毒性を示すことが明らかになった。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Titanium dioxide and copper oxide nanoparticles are more and more widely used because of their catalytic properties, of their light absorbing properties (titanium dioxide) or of their biocidal properties (copper oxide), increasing the risk of adverse health effects. In this frame, the responses of mouse macrophages were studied. Both proteomic and targeted analyses were performed to investigate several parameters, such as phagocytic capacity, cytokine release, copper release, and response at sub toxic doses. Besides titanium dioxide and copper oxide nanoparticles, copper ions were used as controls. We also showed that the overall copper release in the cell does not explain per se the toxicity observed with copper oxide nanoparticles. In addition, both copper ion and copper oxide nanoparticles, but not titanium oxide, induced DNA strands breaks in macrophages. As to functional responses, the phagocytic capacity was not hampered by any of the treatments at non-toxic doses, while copper ion decreased the lipopolysaccharide-induced cytokine and nitric oxide productions. The proteomic analyses highlighted very few changes induced by titanium dioxide nanoparticles, but an induction of heme oxygenase, an increase of glutathione synthesis and a decrease of tetrahydrobiopterin in response to copper oxide nanoparticles. Subsequent targeted analyses demonstrated that the increase in glutathione biosynthesis and the induction of heme oxygenase (e.g. by lovastatin/monacolin K) are critical for macrophages to survive a copper challenge, and that the intermediates of the catecholamine pathway induce a strong cross toxicity with copper oxide nanoparticles and copper ions.

MeSH

AnimalsCell SurvivalCopperCytokinesDNA Breaks, Double-StrandedDihydroxyphenylalanineElectrophoresis, Gel, Two-DimensionalEnzyme InductionGlutathioneHeme Oxygenase (Decyclizing)MacrophagesMetal NanoparticlesMiceNitric OxidePhagocytosisProteomicsTitanium

DOI 10.1371/journal.pone.0124496

PMID 25902355

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