石棉是一種常見的建筑材料，是用來(lái)描述一系列自然生長(zhǎng)的礦物質(zhì)的術(shù)語(yǔ)。嚴(yán)重的疾病，包括間皮瘤和肺癌，可能在接觸石棉幾十年后出現(xiàn)。
生物醫(yī)學(xué)研究人員多年來(lái)一直試圖了解石棉是如何導(dǎo)致疾病的，盡管其中的多個(gè)部分仍然未知。由賓夕法尼亞大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)采用完全不同的方法，研究了相互作用如何改變礦物本身。
“許多研究都研究了石棉的毒性，我們想從相反的角度解決這個(gè)問題，而不是研究對(duì)細(xì)胞的影響，而是探索一旦進(jìn)入細(xì)胞后礦物質(zhì)會(huì)發(fā)生什么，” Reto Gieré說(shuō)，賓夕法尼亞大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院地球與環(huán)境科學(xué)系教授，該工作的資深作者，發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上。
“我們使用尖端的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，深入到納米級(jí)甚至原子級(jí)來(lái)觀察礦物的轉(zhuǎn)變，”第一作者 Ruggero Vigliaturo 說(shuō)，他現(xiàn)在是都靈大學(xué)的終身助理教授，完成了這項(xiàng)研究在賓夕法尼亞大學(xué)做博士后研究期間。“我們看到的是，礦物質(zhì)正在發(fā)生變化，幾乎看起來(lái)像是在保護(hù)自己免受細(xì)胞的傷害。”
這項(xiàng)研究源于賓夕法尼亞大學(xué)環(huán)境毒理學(xué)卓越中心對(duì)石棉進(jìn)行的大量實(shí)驗(yàn)。盡管“石棉”這個(gè)詞很常見，但它并不是一個(gè)科學(xué)術(shù)語(yǔ)，而是在工業(yè)中用于指代具有不同結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的各種礦物。在目前的工作中，Vigliaturo、Gieré 及其同事專注于閃石石棉，據(jù)推測(cè)這種石棉比其他品種更危險(xiǎn)。
雖然對(duì)石棉毒性的許多研究都集中在人體組織對(duì)礦物質(zhì)的反應(yīng)上，但研究人員希望觀察這種礦物質(zhì)對(duì)人體肺細(xì)胞吸收的反應(yīng)。Vigliaturo 和 Gieré 與斯洛文尼亞國(guó)家化學(xué)研究所的研究人員合作，利用具有極高空間分辨率的成像技術(shù)在人類肺細(xì)胞內(nèi)停留兩天后對(duì)礦物質(zhì)進(jìn)行表征。相比之下，迄今為止，大多數(shù)石棉研究都集中在當(dāng)長(zhǎng)石棉纖維留在細(xì)胞外的組織區(qū)域時(shí)對(duì)身體的影響。
通過(guò)專門的透射電子顯微鏡 (TEM) 技術(shù)，研究人員記錄了閃石礦物中前所未有的變化，其中許多被細(xì)胞中稱為溶酶體的隔室吸收，這些隔室通常參與處理細(xì)胞廢物和程序性細(xì)胞死亡.
“在這些比細(xì)胞其他部分酸性更強(qiáng)的溶酶體中，我們觀察到礦物質(zhì)表面開始溶解，”Gieré 說(shuō)。
一個(gè)關(guān)于這些相對(duì)富含鐵的礦物的直接問題很快就出現(xiàn)了：“鐵的命運(yùn)是什么?” 他說(shuō)。
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