大気/液界面(ALI)曝露システムを用いた工業用VOCの触媒酸化除去による排出物のin vitro毒物学的評価

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Toxicol In Vitro.2019 Aug;58:110-117. S0887-2333(18)30782-3. doi: 10.1016/j.tiv.2019.03.030.Epub 2019-03-22.

大気/液界面(ALI)曝露システムを用いた工業用VOCの触媒酸化除去による排出物のin vitro毒物学的評価

In vitro toxicological evaluation of emissions from catalytic oxidation removal of industrial VOCs by air/liquid interface (ALI) exposure system in repeated mode.

Clémence Méausoone
Rebecca El Khawaja
Gauthier Tremolet
Stéphane Siffert
Renaud Cousin
Fabrice Cazier
Sylvain Billet
Dominique Courcot
Yann Landkocz

PMID: 30910524 DOI: 10.1016/j.tiv.2019.03.030.

抄録

ヒト気管支BEAS-2B細胞を対象に、トルエン及びその触媒的酸化分解過程で生成する副生成物の毒性を検討した。BEAS-2B細胞をAir-Liquid Interface(ALI)システム(Vitrocell®)を用いて、トルエン蒸気(100および1000ppm)およびトルエンの触媒酸化後の流出(10および100%)のガス流に1日1時間、1、3または5日間曝露した。ガス流に曝露した後、細胞毒性、炎症反応、XME（Xenobiotic Metabolism Enzymes）遺伝子の発現を調べた。いずれの曝露条件でも5日後には有意な細胞毒性は認められなかった。触媒酸化流に曝露した細胞では、IL-6レベルは時間と用量に依存して有意な上昇は認められなかったが、IL-8分泌の逆U字型プロファイルが観察された。XME遺伝子の誘導、特にCYP2E1とCYP2F1の結果は、分析法によって検出された未変換のトルエンと副産物として生成されたベンゼンの存在と一致していた。また、純粋なトルエンへの暴露は、その代謝に関与するこれらのXMEの活性化を示した。触媒の開発に用いられる標準的な分析法では検出されなかったPAHのような他の副生成物の形成に関連していると考えられるCYP1A1, CYP1B1, CY2S1の発現が、繰り返しの暴露によって示された。

Toxicity of toluene and by-products formed during its catalytic oxidative degradation was studied in human bronchial BEAS-2B cells repeatedly exposed. BEAS-2B cells were exposed using an Air-Liquid Interface (ALI) System (Vitrocell®) for 1 h per day during 1, 3 or 5 days to gaseous flows: toluene vapors (100 and 1000 ppm) and outflow after catalytic oxidation of toluene (10 and 100%). After exposure to gaseous flow, cytotoxicity, inflammatory response and Xenobiotic Metabolism Enzymes (XME) gene expression were investigated. No significant cytotoxicity was found after 5 days for every condition of exposure. After cells exposure to catalytic oxidation flow, IL-6 level increased no significantly in a time- and dose-dependent way, while an inverted U-shaped profile of IL-8 secretion was observed. XME genes induction, notably CYP2E1 and CYP2F1 results were in line with the presence of unconverted toluene and benzene formed as a by-product, detected by analytical methods. Exposure to pure toluene also demonstrated the activation of these XMEs involved in its metabolism. Repeated exposure permits to show CYP1A1, CYP1B1 and CY2S1 expression, probably related to the formation of other by-products, as PAHs, not detected by standard analytical methods used for the development of catalysts.