老化ZnO纳米颗粒在体外和体内促进人乳腺癌MCF-7细胞迁移、侵袭和转移的作用

背景：ZnO纳米颗粒（NPs）的高成功率主要与其独特的物理化学性质、生物相容性和经济高效的大规模生产相关，导致其在我们的日常生活、工业和生物医学领域中的应用日益增加。尽管已经进行了许多研究来检测原始ZnO NPs的潜在毒性，但大多数研究是在急性和短期暴露条件下进行的。就人类风险而言，长期暴露于亚毒性剂量的NPs，特别是环境转化（老化）的ZnO NPs的评估仍然是一个挑战。我们之前的研究发现，ZnO NPs随老化发生物理化学转化，其遗传毒性和致癌性相应改变。方法：在本研究中，我们重点关注在MCF-7细胞（一种在裸鼠中致瘤性差的人乳腺癌细胞系）中，暴露于非细胞毒性老化ZnO NPs（1.5 μg/mL）四个月的情景下，确定癌症进展相关的终点。我们进行了关于癌细胞进展的体外实验，如平板克隆形成、软琼脂集落形成、Transwell迁移和侵袭。通过尾静脉注射慢性暴露于老化ZnO NPs 4个月的MCF-7细胞构建小鼠原位异种移植模型，以研究老化ZnO NPs对体内肿瘤转移的影响。采用苏木精-伊红（HE）染色和免疫组织化学（IHC）检测增殖和Ki67蛋白的表达，以评估肺/肝转移。结果：结果表明，老化ZnO NPs显著增强了MCF-7细胞体外的迁移和侵袭能力。令人惊讶的是，这种癌症进展效应也反映在MCF-7细胞在体内发生了特异性肝转移而非肺转移。机制上，这一过程伴随着Claudin-2（CLDN2）的上调。进一步的体外实验表明，CLDN2敲低显著降低了MCF-7细胞的迁移和侵袭。结论：该研究指出了低剂量和长期暴露条件下暴露于ZnO NPs的潜在促癌风险，以及使用真实生活暴露情景全面评估NPs安全性的重要性。