基于组织工程皮肤的化学品光毒性检测

组织工程皮肤是指应用生命科学与工程学的原理与技术,研究并开发出的用于修复、维护、促进人体皮肤损伤后功能和形态的皮肤替代物。它有2个主要的应用方向:体内主要运用于各种皮肤创伤的治疗,体外主要作为皮肤模型检测化学品的安全性。化学品的安全性越来越受到人们的重视,光毒性的检测是其中的一项重要内容。鉴于对动物福利和动物保护的日趋重视,近些年出现了多种体外替代检测方法。文章重点综述了基于组织工程皮肤的化学品光毒性替代检测情况,具体涉及组织工程皮肤的介绍、光毒性概念和发生机制、光毒性替代检测、参考化合物选择和结果的判定等方面内容。随着组织工程理论和技术的发展,基于组织工程皮肤的化学品安全性检测的敏感度、特异性和精确度会进一步提高。

组织工程脂肪的构建

为探索构建组织工程脂肪的新方法,分离出转染GFP基因的小鼠脂肪间充质干细胞(ADSCs),将细胞、胶原结合碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的复合物注射到裸鼠皮下,6周后取材。试验组ADSCs经过2周成脂诱导,对照组ADSCs未经成脂诱导。组织学结果显示试验组形成典型的"网状"脂肪组织结构,对照组无明显的脂肪结构形成。RT-PCR证实试验组PPARγ2和C/EBPα基因的表达,对照组PPARγ2和C/EBPα基因不表达。ADSCs与bFGF混合,以胶原作为支架构建组织工程脂肪是可行的,为临床脂肪组织缺陷的治疗提供新的思路。

应用鸡胚尿囊绒膜锥虫蓝吸收法评价化学物质的眼刺激性

背景:传统多采用兔眼刺激实验(Draize实验)评价化学物质眼刺激性,即将化学物涂进兔眼睛后观察其变化,这种方法费时,费力,且给动物带来很大痛苦。各国实验室都在寻找动物替代实验的方法。目的:采用鸡胚尿囊绒膜-锥虫蓝吸收实验作为兔眼刺激实验替代方法评价化学物眼刺激性的可行性。设计、时间及地点:观察实验,于2008-05/09在中国检验检疫科学研究院毒理学实验室完成。材料:无特定病原体级受精鸡卵,9日龄,购于北京梅里亚通实验动物技术有限公司。方法:将1g/L的锥虫蓝溶液滴加在受化学物质刺激损伤的鸡胚尿囊绒膜上,通过计算鸡胚尿囊绒膜受损伤后吸收锥虫蓝的量,半定量测定化学物质对鸡胚尿囊绒膜的刺激性,并将所得结果与体内兔眼刺激实验评分结果进行比对,作相关性分析。同时预测了5种常见有机溶剂的眼刺激性。主要观察指标:鸡胚尿囊绒膜受刺激损伤后吸收锥虫蓝的量。结果:鸡胚尿囊绒膜-锥虫蓝吸收法与体内兔眼刺激实验评分结果相关性很好(R2=0.9259)。5种常见有机溶剂未稀释时,甘油无眼刺激性,丙酮、乙醇、二甲基亚砜、甲醇均有较高刺激性。当稀释为1%后,丙酮、乙醇、二甲基亚砜无眼刺激性,但甲醇刺激性仍然较高。结论:鸡胚尿囊绒膜-锥虫蓝吸收法可以代替兔眼刺激试验对化学物质眼刺激性进行评价。

外周血来源间充质干细胞的成骨及成脂诱导分化

目的：目前对于是否存在外周血来源间充质干细胞备受争议。实验拟进一步探讨在皮肤损伤与非损伤条件下,外周血来源间充质干细胞的分离培养及其成骨、成脂多向分化特性。方法：实验于1996-08/1997-11在解放军第四军医大学组织工程研发中心完成。①动物：清洁级SD大鼠24只,随机数字表法分为正常组、创面组,12只/组,实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准。②实验方法：创面组大鼠麻醉后,背部切去3cm×3cm全层皮肤,建立创伤模型。术后5d,两组大鼠腹主动脉抽血,8mL/只,加入含体积分数为0.1胎牛血清的α-MEM培养基,密度梯度法分离培养外周血来源间充质干细胞。取大鼠双侧股骨、胫骨,全骨髓法分离培养骨髓来源间充质干细胞作为对照。③实验评估：培养至第12天,计数原代培养每1×10^5个外周血单个核细胞所形成的间充质干细胞克隆数。取第3代外周血间充质干细胞,行CD45、CD34、Ⅰ型胶原免疫组织化学鉴定细胞表型;按1×10^4密度接种于12孔板,细胞贴壁后分别换用成骨、成脂诱导液培养,以茜素红、油红染色检测其分化特性。结果：①细胞形态观察：原代培养的外周血来源间充质干细胞呈成纤维样。②克隆形成：外周血来源间充质干细胞形成的克隆数仅为骨髓来源间充质干细胞的1/6-1/8,创面组外周血间充质干细胞形成的克隆数是正常组3-4倍。③细胞表型鉴定：外周血来源间充干细胞CD45、CD34呈阴性,Ⅰ型胶原呈阳性。④成骨及成脂诱导：外周血间充质干细胞成骨诱导后21d出现钙沉积,茜素红染色呈阳性;成脂诱导后14d有少量脂滴出现,油红染色为阳性。结论：①皮肤损伤状态下外周血间充质干细胞克隆数量是正常条件的3-4倍,但仍远低于骨髓来源间充质干细胞的克隆能力。②体外分离培养的外周血间充质干细胞具备成骨、成脂分化特性。

QSAR技术对化妆品中防晒剂成分经皮暴露评估

将国外先进的计算机模拟预测技术应用于化妆品安全性评价中,进行防晒剂成分的经皮暴露评估。采用国外先进的QSAR(Quantitative Structure Activity Relationship)测试模块,对防晒剂成分的经皮吸收特性进行了计算和评价。同时对防晒剂成分的皮肤接触过敏性、人体感觉刺激性以及眼刺激性分别进行了预测和评价。结果表明,防晒剂成分的经皮吸收性质差异较大,经皮吸收剂量DAD值在0.0407～12672mg/kg/day之间。其中苯基苯并咪唑磺酸和二苯酮-5的经皮吸收量较小,分别为0.0769和0.0407mg/kg/day,奥克立林、甲氧基肉桂酸辛酯和水杨酸乙基己酯的经皮吸收量很大,分别为12672、1843和2136.1mg/kg/day。另外防晒剂成分表现出不同的皮肤接触过敏性、人体感觉刺激性以及眼刺激性可能性,尤其是二苯酮-3和苯基苯并咪唑磺酸作为防晒剂成分,其过敏性和刺激性可能性较高,而4-二甲氨基苯甲酸2-乙基己酯可能性较低。可得结论:化妆品中物质的辛醇/水分配系数(Kow)和化学物分子质量(MW)不同将导致物质经皮吸收系数(Kp)不同,从而对物质经皮吸收特性产生影响,进而对化妆品产品的安全性和功效性产生影响。同时防晒剂成分应用于化妆品产品中时,对人体可能有一定的皮肤接触过敏性、人体感觉刺激性以及眼刺激性作用,提示其有一定的人体暴露风险,需要引起注意。先进的QSAR技术应用于化妆品安全性和功效性评价中,将推动毒理学领域替代技术的研究和发展。

江汉水牛与摩拉水牛顶间骨形态比较研究

对摩拉水牛头骨形态特征进行研究,并对2例(1,4号)摩拉水牛头骨的顶间骨进行研究,与2例(2,3号)江汉水牛头骨的顶间骨进行形态特征比较,结果表明摩拉水牛顶间骨发达,是由完整的对骨组成。该研究进一步论证了摩拉水牛头骨的顶间骨形态结构与江汉水牛头骨的顶间骨之间存在很明显差异,摩拉水牛顶间骨比江汉水牛的顶间骨发达。

In silico技术对防晒剂成分的人体暴露评估

摘要：采用国外先进的in silico技术，应用QSAR（Quantitative structure activity relationship）测试模块，对防晒剂成分的皮肤接触过敏性、人体感觉刺激性以及眼刺激性分别进行了预测和评价，并针对其人体感觉刺激性预测结果，计算了防晒剂成分的职业暴露限量OEL（occupational exposure limit）值。结果表明，防晒剂成分表现出不同的皮肤接触过敏性、人体感觉刺激性以及眼刺激性可能性，尤其是二苯甲酮-3和苯基苯并咪唑磺酸的过敏性和刺激性可能性较高，而4-二甲氨基苯甲酸2-乙基己酯相对较低。针对感觉刺激性作用，防晒剂成分的OEL值在0.03cm^3／m^3—1.85cm^3／m^3，尤其是二苯酮-3的OEL值最低，为0.03cm^3／m^3左右。说明防晒剂成分应用于化妆品产品中时，对人体可能有一定的皮肤接触过敏性、人体感觉刺激性以及眼刺激性作用，具有一定的人体暴露风险，需要引起注意。

联合培养的成纤维细胞对平滑肌细胞增殖和形态的影响

目的:观察体外联合培养的成纤维细胞对平滑肌细胞形态和增殖的影响,为研究成纤维细胞和平滑肌细胞生物学特性和相互关系以及体外构建含此两种细胞的组织工程皮肤提供理论和实践基础。方法:在体外分别分离培养成纤维细胞和平滑肌细胞并常规传代培养。模拟组织工程皮肤的结构及成纤维细胞和平滑肌细胞间的相互影响途径,按照不同比例(平滑肌细胞:成纤维细胞=1:1,1:2,1:3)建立以胶原凝胶为基质的成纤维细胞与平滑肌细胞联合培养模型。应用荧光标记、组织学观察和MTT法对平滑肌细胞的形态和代谢进行研究。结果:联合培养模型法可以有效地建立起成纤维细胞和平滑肌细胞的相互影响模式。1:1组的成纤维细胞对联合培养的平滑肌细胞增殖有促进作用,1:3组的促增殖作用则不明显。结论:1:1联合培养的成纤维细胞对平滑肌细胞增殖有促进作用,对它们体外培养和扩增以及相互关系的研究对阐明这两种细胞组合作为真皮替代物种子细胞具有重要的意义。

In silico技术对三聚氰胺及其类似物的人体暴露风险评价

目的将国外先进的in silico技术应用于毒性评价实践中,探讨三聚氰胺及其类似物的毒性作用途径并评价其人体暴露风险。方法采用国外先进的QSAR(quantitative structure activity relationship)测试模块,对三聚氰胺及其类似物的皮肤接触过敏性、人体感觉刺激性以及眼刺激性分别进行了预测和评价,并针对其人体感觉刺激性预测结果,计算三聚氰胺、三聚氰酸和三聚氰酸一酰胺的无可观察效应水平(no-observed-effect-level,NOEL)值。结果皮肤接触过敏性的可能性为环丙氨嗪(灭蝇胺)(97%)>三聚氰胺(80%)>三聚氰酸一酰胺(75%)～三聚氰酸二酰胺(75%)>三聚氰酸(18%)。感觉刺激性的可能性为三聚氰酸(88%)～三聚氰酸一酰胺(88%)>三聚氰胺(22%)～三聚氰酸二酰胺(22%)～环丙氨嗪(灭蝇胺)(22%)。眼刺激性的可能性均为23%左右。针对感觉刺激性作用途径,NOEL值为三聚氰胺(60ppm)>三聚氰酸(2.7ppm)～三聚氰酸一酰胺(2.7ppm)。结论三聚氰胺及其类似物可能存在感觉刺激性和皮肤接触过敏性等作用途径。而且针对感觉刺激性作用途径,三聚氰酸和三聚氰酸一酰胺的NOEL值远低于三聚氰胺,提示其风险较高,需要引起注意。NOEL数值不仅为科学上对三聚氰胺以及类似物进行定量风险评价提供了依据,也为日常工作和生活中对三聚氰胺及其类似物的风险管理和监督控制提供了参考。