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Reactive Oxygen Species (ROS, 활성산소종)

Oxidative stress has been identified as a major mechanism of toxicity for nanoparticles.

산화적 스트레스는 나노입자의 주요 메커니즘으로 확인되어왔다.

The socalled oxidative stress paradigm describes how increased levels of reactive oxygen species (ROS) lead to various cellular responses, such as antioxidant response, inflammation and cytotoxicity, following nanoparticle-cell interactions.

산화적스트레스 패러다임은 활소산소종 (ROS)이 증가 정도에 따라 산화반응, 염증 그리고 세포 독성과 같은 다양한 세포 반응이 일어난다.

ROS and inflammation can for instance be a consequence of the released toxic metal ions or a reactive particle surface leading to lysosomal destabilization

예를들어 ROS와 염증은 금속 이온의 발생 또는 활성을 가지는 입자의 표면에 의해 리소좀의 불안정화가 유도된 결과이다.

ROS mechanism

genotoxicity of metal oxide NPs seems to occur mainly via oxidative stress rather than direct DNA binding with subsequent replication stress.

금속 산화물 나노입자의 유전독성은 복제 스트레스의 결과로 직접 DNA에 결합하여 나타나기 보다는 주로 산화적 스트레스를 통해 일어나는 것처럼 보인다.

exposure to CuO, NiO and ZnO nanoparticles as well as to quartz resulted in activation of the oxidative stress reporter, although only at high cytotoxicity for ZnO. NiO NPs activated additionally a p53-associated cellular stress response, indicating additional reactive properties.

비록 ZnO 나노입자만 높은 독성을 가지는데도 불구하고 석영 뿐만 아니라 CuO, NiO 그리고 ZnO 나노입자의 노출은 산화적 스트레스 리셉터를 활성화 시킨다. NiO 나노입자는 추가적으로 p-53과 관련된 세포 스트레스 반응을 활성화 시킨다.

Conventional assays for genotoxicity assessment confirmed the response observed in the ToxTracker assay.

일반적인 유전독성를 평가하는 assay는 ToxTracker assay에서 관찰된 반응으로 확인된다.

We show for CuO NPs that the induction of oxidative stress is likely the consequence of released Cu ions whereas the effect by NiO was related to the particles per se.[1]

산화적스트래스를 유도하는 CuO 나노입자는에 대해 용해된 Cu 이온의 결과이고 반면 NiO에 의한 영향은 입자 자체와 관련이 있다고 본다.

CuO (cupper oxide)

ZnO (zinc oxide)

NiO (nickel oxide)

ROS measurement

DCFH-DA assay

  1. H.L.Karlsson et al. Particle and Fibre Toxicology 2014, 11 : 41, Mechanism-based genotoxicity screening of metal oxide nanoparticles using the ToxTracker panel of reporter cell lines