RECT：纳米银伤敌八百自损一千？银纳米颗粒对神经细胞的毒害

以下文章来源于RECT1962 ，作者万丹

伊朗医科大学Atousa Janzadeh在Reviews of Environmental Contamination and Toxicology（RECT）期刊发表题为“The Toxic Effect of Silver Nanoparticles on Nerve Cells: A Systematic Review and Meta-Analysis”的综述。

由于其抗菌特性，银纳米颗粒（SNPs）被广泛用于医学和工业领域。然而一些研究发现，SNPs可以穿透血脑屏障进入大脑，诱发星形细胞肿胀和神经元退化。因此，有必要评估SNPs对神经系统可能产生的毒性影响。本文通过对以往的研究数据进行整合分析，回答了以下几个问题：1）SNP对神经细胞的存活是否有影响；2）SNP神经毒性的影响因素。研究结果可用于改进SNPs在工业和医学中使用的安全准则，以减少其对中枢神经系统的伤害。

近年来，纳米颗粒被广泛应用于各行各业。然而，纳米颗粒的广泛使用也增加了人们对其可能产生的毒性效应的担忧。纳米颗粒释放到环境中，可能会对人类和其他生物体的细胞膜和功能产生不利影响，并会损害组织和器官。由于纳米颗粒的使用范围在进一步扩大，并且其对人类健康可能产生多种不利影响，纳米毒理学研究在近年兴起了一波高潮。SNPs是当前使用最广泛的纳米颗粒之一，由于其抗菌特性，被用于治疗癌症和伤口处理，以及生产植入物和手术用品的涂层、化妆品、除臭剂、绷带和导管等用品，已成为商业化程度最高的纳米颗粒，具有庞大的市场价值。

SNP的性质受到来源和颗粒类型的影响，颗粒大小、形状和表面性质决定了其毒性。一些研究发现，SNPs可以通过血脑屏障进入大脑，诱发星形细胞肿胀和神经元退化。而银在中枢神经系统内的生物半衰期比明显长于其他器官。因此，长期暴露于SNPs可能会对大脑产生不利影响。与其他类型细胞相比，神经元细胞的再生能力有限，更容易受到毒素的影响，评估SNPs对神经系统可能产生的毒性影响具有重要意义。基于此，作者整合分析回顾了以往研究结果，回答了SNP对神经细胞存活的影响，并厘清了SNP神经毒性的影响因素。研究结果可用于改进SNPs在工业和医学中使用的安全准则，以减少其对中枢神经系统可能造成的伤害。

在细胞培养中使用SNP处理会显著减少活细胞的数量，减少程度取决于银纳米颗粒的浓度(图1)。基于亚组分析进一步明确了影响SNP细胞毒性的因素。结果显示SNP的尺寸、浓度、颗粒包被、细胞种类和细胞类型均会影响SNP的细胞毒性。当SNPs浓度大于0.1μg/mL时，SNP暴露会导致细胞死亡，并且死亡率随着浓度升高而增加。受到大尺寸(> 20 nm) SNPs暴露的细胞存活率要明显高于接受小尺寸SNPs暴露处理的细胞。细胞种类和类型也会影响其对SNPs的抵抗力，SNPs对人类细胞的杀伤力要强于大鼠和小鼠细胞，对正常细胞的杀伤力大于癌细胞。

Fig. 1. Forest plot of SNPs treatment on neural cell viability compared to non-treated cells categorized based on the SNP concentration

整合分析结果显示，银纳米颗粒暴露会促进神经细胞凋亡，各项研究间的数据不存在异质性(图2)。

Fig. 2. Forest plots from studies that reported the effect of SNPs on neuronal apoptosis

SNPs对神经元中LDH的释放具有中等程度的影响(图3)，但由于各研究间的异质性很高，进一步进行了亚组分析。SNPs浓度、尺寸、包被以及细胞种类是异质性的来源。SNPs暴露促进了小鼠细胞LDH的释放，但对人类和大鼠细胞LDH的释放没有明显影响。尺寸<20nm的SNPs促进神经元中LDH的释放，而尺寸>20nm的SNPs则对LDH释放的影响较小。没有表面涂层和柠檬酸盐包被的SNPs对LDH释放影响较大，而PVP包被的SNPs则影响较小。

Fig. 3. Forest plots from studies that reported the effect of SNPs on LDH release in neural cells

SNPs暴露会显著减少神经元活细胞的数量。当SNPs浓度在0～250μg/mL时，SNPs浓度与神经元细胞的生存率呈现线性关系。与大尺寸SNPs以及柠檬酸盐包被的SNPs相比，<20nm的SNPs以及无表面涂层和PVP包被的SNPs对神经元细胞的杀伤力更大。SNPs对人类细胞的毒性比其对大鼠和小鼠细胞更大，对正常神经元的毒性比癌细胞大。上述发现对于未来SNPs在生物学和医学中的应用至关重要。

转自：“NANO学术”微信公众号

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