بررسی سمیت ترکیبی نانولوله کربنی چند دیواره و بنزو آلفا پیرن در رده سلول های اپتلیال ریه انسان (A549) و تاثیر طول و عامل دار بودن آنها

Investigation of combined toxicity of multi walled carbon nanotubes and benzo (α) pyrene in human lung cell lines (A549) and effects of theirs length and functionalization


چاپ صفحه
پژوهان
صفحه نخست سامانه
مجری و همکاران
مجری و همکاران
منابع
منابع
علوم پزشکی شهید بهشتی
علوم پزشکی شهید بهشتی

مجریان: منصور رضا زاده آذری , حبیب الله پیروی , یوسف محمدیان

کلمات کلیدی: سمیت ترکیبی، ریه، نانولوله کربنی چند دیواره ، بنرو آلفاپیرن، عامل دار بودن، طول

اطلاعات کلی طرح
hide/show

کد طرح 9292
عنوان فارسی طرح بررسی سمیت ترکیبی نانولوله کربنی چند دیواره و بنزو آلفا پیرن در رده سلول های اپتلیال ریه انسان (A549) و تاثیر طول و عامل دار بودن آنها
عنوان لاتین طرح Investigation of combined toxicity of multi walled carbon nanotubes and benzo (α) pyrene in human lung cell lines (A549) and effects of theirs length and functionalization
کلمات کلیدی سمیت ترکیبی، ریه، نانولوله کربنی چند دیواره ، بنرو آلفاپیرن، عامل دار بودن، طول
نوع طرح بنیادی-کاربردی
نوع مطالعه مورد-شاهد
مدت اجراء - روز 548
ضرورت انجام تحقیق نانولوله های کربنی چند دیواره یکی از محصولات فن آوری نانو می باشد. ویژگیهای فیزیکوشیمیایی و مکانیکی خاص آنها باعث شده در صنایع مختلف استفاده گردد، از طرفی کاربردهای این مواد در صنعت و تولید محصولات صنعتی مبتنی بر نانو لوله های کربنی نگرانی هایی زیادی را بوجود آورده است. نانولوله های کربنی به صورت طبیعی در خروجی اگزوز ماشین آلات هم گزارش شده است. در حال حاضر حد استاندارد مواجهه با این نانوذرات به دلیل کمبود اطلاعات در زمینه سمیت آنها وجود ندارد. در فرایند های تولید این نانوذرات، ترکیبات PAH مانند بنزو آلفا پیرن نیز تولید می شود و افراد شاغل در این صنایع تحت مواجهه توام نانولوله کربنی چند دیواره و بنزو آلفا پیرن هستند، همچنین بدلیل تولید همزمان نانولوله های کربنی و بنزو آلفا پیرن از خروجی اگزوز ماشین آلات، همه مردم به نوعی در مواجهه همزمان با این دو ماده هستند، بنابراین این مطالعه با هدف بررسی سمیت ترکیبی نانولوله های کربنی چند دیواره و بنزو آلفا پیرن و تاثیر طول و عامل دار بودن بر آن انجام خواهد شد.
هدف کلی تعیین سمیت ترکیبی نانولوله کربنی چند دیواره و بنزو آلفا پیرن در رده سلول های اپتلیال ریه انسان (A549) و تاثیر طول و عامل دار بودن آنها
خلاصه روش کار ذرات نانو لوله کربنی چند دیواره از پژوهشگاه صنعت نفت خریداری خواهد شد. بنزو آلفا پیرن خالص نیز خریداری خواهد شد. خصوصیات فیزیکوشیمیایی نانوذرات از قبیل اندازه و مساحت سطح با استفاده از TEM ، SEM ، و BET و FTIR بررسی خواهد شد. جهت ارزیابی سمیت: از روش MTT assay به منظور ارزیابی فعالیت آنزیم های میتوکندری، جهت اندازه گیری ROS از معرف DCFH-DA استفاده خواهد شد، به منظور تعیین میزان DNA adduct، میزان 8-Ohdg به روش ELISA اندازه گیری خواهد شد.

اطلاعات مجری و همکاران
hide/show

نام و نام‌خانوادگی سمت در طرح نوع همکاری درجه‌تحصیلی پست الکترونیک
منصور رضا زاده آذریمجری اصلیاستاد راهنمای اولدکترای تخصصی پی اچ دیmrazari@sbmu.ac.ir
حبیب الله پیرویمجریاستاد راهنمای اولدکترای تخصصی پی اچ دیnanomed@sbmu.ac.ir
یوسف محمدیانمجریدانشجو mohammadian_yosef@yahoo.com
میثم امیدیهمکارمشاور طرحدکترای تخصصی پی اچ دیmaysam.omidi@gmail.com
یداله محرابیهمکارمشاور آماردکترای تخصصی پی اچ دیmehrabi@sbmu.ac.ir

منابع
hide/show

1. Ebbesen, T., et al., Electrical conductivity of individual carbon nanotubes. 1996. 2. Han, J.H., et al., Monitoring multiwalled carbon nanotube exposure in carbon nanotube research facility. Inhalation toxicology, 2008. 20(8): p. 741-749. 3. Oberdörster, G., E. Oberdörster, and J. Oberdörster, Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environmental health perspectives, 2005: p. 823-839. 4. Papp, T., et al., Human health implications of nanomaterial exposure. Nanotoxicology, 2008. 2(1): p. 9-27. 5. Erdely, A., et al., Carbon nanotube dosimetry: from workplace exposure assessment to inhalation toxicology. Part Fibre Toxicol, 2013. 10: p. 53. 6. Maynard, A.D., et al., Exposure to carbon nanotube material: aerosol release during the handling of unrefined single-walled carbon nanotube material. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 2004. 67(1): p. 87-107. 7. Yeganeh, B., et al., Characterization of airborne particles during production of carbonaceous nanomaterials. Environmental science & technology, 2008. 42(12): p. 4600-4606. 8. Boonruksa, P., et al., Characterization of Potential Exposures to Nanoparticles and Fibers during Manufacturing and Recycling of Carbon Nanotube Reinforced Polypropylene Composites. Ann Occup Hyg, 2016. 60(1): p. 40-55. 9. Köhler, A., et al., Studying the potential release of carbon nanotubes throughout the application lifecycle. Journal of Cleaner Production, 2008. 16(9): p. 927 – 937. 10. Lukas, S., N. Frank, and W. Jing, Release of Carbon Nanotubes from Polymer Nanocomposites. Fibers, 108-127. 2. 11. Stacey, H., et al., Measuring Nanomaterial Release from Carbon Nanotube Composites: Review of the State of the Science. Journal of Physics: Conference Series 2015. 617: p. 12-26. 12. Hedwig, M.B., et al., Physicochemical characteristics of nanomaterials that affect pulmonary inflammation. Particle and Fibre Toxicology, 2014: p. 1-25. 13. Yongchun, L., et al., Chemical and Toxicological Evolution of Carbon Nanotubes During Atmospherically Relevant Aging Processes. Environmental Science & Technology, 2015. 14. Stefano, B., et al., Biological Effects of Functionalized Multi-Walled Carbon Nanotubes on Human Cancer and Normal Cell Lines. Jacobs Journal of Nanomedicine and Nanotechnology, 2014. 1(1). 15. Prem, K., et al., Cytotoxicity of carbon nanotube variants: A comparative in vitro exposure study with A549 epithelial and J774 macrophage cells. Nanotoxicology, 2015: p. 1-14. 16. Raymond, F.H., et al., Effect of MWCNT size, carboxylation, and purification on in vitro and in vivo toxicity, inflammation and lung pathology. Particle and Fibre Toxicology, 2013. 10(57). 17. Liu, Z., et al., Carboxylation of multiwalled carbon nanotube enhanced its biocompatibility with L02 cells through decreased activation of mitochondrial apoptotic pathway. J Biomed Mater Res A, 2014. 102(3): p. 665-73. 18. Maria, M., et al., Carboxylated Short Single-Walled Carbon Nanotubes But Not Plain and Multi-walled Short Carbon Nanotubes Show in vitro Genotoxicity. Toxicol Sci, 2015. 144(1): p. 114–127. 19. Nivedita, C., et al., Potential Toxicity of Differential Functionalized Multiwalled Carbon Nanotubes (MWCNT) in Human Cell Line (BEAS2B) and Caenorhabditis elegans. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A: Current Issues, 2014. 77(22-14): p. 1399-1408. 20. Ursini, C.L., et al., Evaluation of uptake, cytotoxicity and inflammatory effects in respiratory cells exposed to pristine and -OH and -COOH functionalized multi-wall carbon nanotubes. J Appl Toxicol, 2015. 36(3): p. 394-403. 21. Raymond, F., et al., Effect of MWCNT size, carboxylation, and purification on in vitro and in vivo toxicity, inflammation and lung pathology. Particle and Fibre Toxicology 2013. 10(57). 22. Hyun-Jeong, E., J. Jae-Seong, and C. Jinhee, Effect of aspect ratio on the uptake and toxicity of hydroxylated-multi walled carbon nanotubes in the nematode, Caenorhabditis elegans Environ Health Toxicol. , 2015. 30. 23. Poland, C.A., et al., Carbon nanotubes introduced into the abdominal cavity of mice show asbestos-like pathogenicity in a pilot study. Nature nanotechnology, 2008. 3(7): p. 423-428. 24. Sakamoto, Y., et al., Induction of mesothelioma by a single intrascrotal administration of multi-wall carbon nanotube in intact male Fischer 344 rats. The Journal of toxicological sciences, 2009. 34(1): p. 65-76. 25. Soto, K., K. Garza, and L. Murr, Cytotoxic effects of aggregated nanomaterials. Acta Biomaterialia, 2007. 3(3): p. 351-358. 26. Khalid, P., et al., Toxicology of Carbon Nanotubes - A Review. International Journal of Applied Engineering Research, 2016. 11(1): p. 159. 27. SHVEDOVA, A.A., et al., Inhalation vs. aspiration of single-walled carbon nanotubes in C57BL/6 mice: inflammation, fibrosis, oxidative stress, and mutagenesis. American Journal of Physiology, Lung Cellular and Molecular Physiology, 2008. 295: p. 552-65. 28. Shvedova, A.A., et al., Mechanisms of carbon nanotube-induced toxicity: focus on oxidative stress. Toxicology and applied pharmacology, 2012. 261(2): p. 121-133. 29. Li, J.J., et al., Nanoparticle-induced pulmonary toxicity,”. Experimental Biology and Medicine, 2010. 235(9): p. 1025–1033. 30. Kennedy, I.M., D. Wilson, and A.I. Barakat, Uptake and inflammatory effects of nanoparticles in a human vascular endothelial cell line. Research report (Health Effects Institute), 2009(136): p. 3-32. 31. Lee, H.-M., et al., Nanoparticles up-regulate tumor necrosis factor-α and CXCL8< i> via</i> reactive oxygen species and mitogen-activated protein kinase activation. Toxicology and applied pharmacology, 2009. 238(2): p. 160-169. 32. Zhang, Z., et al., On the interactions of free radicals with gold nanoparticles. Journal of the American Chemical Society, 2003. 125(26): p. 7959-7963. 33. P, K., et al., DNA adduct 8-hydroxydeoxyguanosine, a novel putative marker of prognostic significance in ovarian carcinoma. International Journal of Gynecological Cancer, 2009. 19(6): p. 1047–1051. 34. DURÁN, N., S.S. GUTERRES, and O.L. ALVES, Nanotoxicology. 2014, New York: Springer Science & Business Media. 35. Makoto, E., A review of toxicity studies of single-walled carbon nanotubes in laboratory animals. Regulatory Toxicology and Pharmacology, 2015. 36. Lamberti, M., et al., Carbon nanotubes: Properties, biomedical applications, advantages and risks in patients and occupationallyexposed workers. International Journal of Immunopathology and Pharmacology, 2015. 28(1): p. 4-13. 37. Brich, E.B., et al., Exposure and Emissions Monitoring during Carbon Nanofiber Production—Part I: Elemental Carbon and Iron–Soot Aerosols. The Annals of Occupational Hygiene, 2011. 55(9): p. 1016-1036. 38. BIRCH, M.E., Exposure and Emissions Monitoring during Carbon Nanofiber Production—Part II: Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. Ann Occup Hyg, 2011. 55(9): p. 1037–1047. 39. Jelena, K.T., et al., Anthropogenic Carbon Nanotubes Found in the Airways of Parisian Children. EBioMedicine, 2015. 2: p. 697–1704. 40. Thamaraiselvan, R., et al., exposure to polysyclic aromatic hydrocarbon with special focus on cancer. Asian pacific jpurna; of tropical medicine, 2015. 5(3): p. 182-189. 41. Monographs on the Evluation of the carcinogenic Risk to Human, I.A.f.R.o.C. IARC, Editor. 2005. 42. Wannhoffa, A., et al., Oxidative and nitrosative stress and apoptosis in oral mucosa cells after ex vivo exposure to lead and benzo[a]pyrene. Toxicology in Vitro, 2013. 27(2): p. 915–921. 43. Escudero, M., et al., A methodology for the quantification of the net African dust load in air quality monitoring networks. Atmospheric Environment, 2007. 41(26): p. 5516-24. 44. Prospero, J.M. and P.J. Lamb, African droughts and dust transport to the Caribbean: Climate change implications. Science, 2003. 5647(302): p. 1024-7. 45. Xinghu, i.X., et al., Effects of Carbon Nanotubes, Chars, and Ash on Bioaccumulation of Perfluorochemicals by Chironomus plumosus Larvae in Sediment. .Environ.Sci. Technol, 2012. 46: p. 12467–12475. 46. Xilong, W., et al., Sorption of Peat Humic Acids to Multi-Walled Carbon Nanotubes. Environ.Sci.Technol., 2011. 45(21): p. 9276–9283. 47. Kun, Y., Z. Lizhong, and X. Baoshan, Adsorption of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons by Carbon Nanomaterials. Environ. Sci. Technol, 2006. 40(6): p. 1855-1861. 48. Zhenyu, W., et al., Adsorption and Desorption of Phenanthrene on Carbon Nanotubes in Simulated Gastrointestinal Fluids. Environ Sci Techno, 2011. 45(14): p. 6018-24. 49. Coccinia, T., et al., Effects of water-soluble functionalized multi-walled carbon nanotubes examined by different cytotoxicity methods in human astrocyte D384 and lung A549 cells. Toxicology and Applied Pharmacology, 2010. 269: p. 41–53. 50. Amy, L.M., et al., Effects of nitrogen-doped multi-walled carbon nanotubes compared to pristine multi-walled carbon nanotubes on human small airway epithelial cells. Toxicology in Vitro, 2015. 3: p. 25–36. 51. Li , S., N. Karin, and U.N. Gerd, Engineered nanoparticles interacting with cells: size matters. Journal of Nanobiotechnology, 2014. 12(5). 52. Nilsen, L., Cytotoxic and Inflammatory Responses of Human Lung Cells Exposed to Multiwalled Carbon Nanotubes. 2011, Norwegian University of Science and Technology. 53. Giuseppa, V., et al., Toxicological assessment of multi-walled carbon nanotubes on A549 human lung epithelial cells. Toxicology in Vitro, 2015. 29(2): p. 352–362. 54. Khaliullin, T.O., et al., In vitro toxic effects of different types of carbon nanotubes. Materials Science and Engin, 2015. 98. 55. Laura, R., et al., ulti-walled carbon nanotubes (NM401) induce ROS-mediated HPRT mutations in Chinese hamster lung fibroblasts. Environmental Research, 2016. 146: p. 185–190. 56. Satomi, F., et al., Asbestos and multi walled carbon nanotubes generate distinct oxidative responses in inflammatory cells. J. Clin. Biochem. Nutr, 2015. 56(1): p. 1-7. 57. Yury, R.Y., et al., Commercial single-walled carbon nanotubes effects in fibrinolysis of human umbilical vein endothelial cells. Toxicology in Vitro, 2015. 29: p. 1201–1214. 58. Jie, D. and M. Qiang, Advances in mechanisms and signaling pathways of carbon nanotube toxicity. Nanotoxicology, 2015. 9(5): p. 658–676. 59. Yongbo, Y., et al., Combined toxicity of amorphous silica nanoparticles and methylmercury to human lung epithelial cells. Ecotoxicology and Environmental Safety 2015. 112: p. 144–152. 60. Saud , A. and A. Daoud, Mechanisms of Multi-walled Carbon Nanotubes–Induced Oxidative Stress and Genotoxicity in Mouse Fibroblast Cell. International Journal of Toxicology, 2015: p. 1-8. 61. Vermaa, N., et al., Benzo[a]pyrene-mediated toxicity in primary pig bladder epithelial cells: A proteomic approach. Journal of Proteomics, 2013. 85: p. 53-64. 62. Yiyi, Y., et al., In vitro toxicity of silica nanoparticles in myocardial cells. Environ Toxicol Pharmacol, 2010. 29(2): p. 131-7 63. Hiromi, N., Y. Tomoaki, and M. Keigo, Amorphous nanosilica induce endocytosisdependent ROS generation and DNA damage in human keratinocytes. Particle and Fibre Toxicology, 2011. 8(1): p. 2-10. 64. Niosh. General Safe Practices for Working with Engineered Nanomaterials in Research Laboratories. 2012; Available from: http://www.cdc.gov/niosh/docs/2012-147.