石棉是一種常見的建筑材料，是用來描述一系列自然生長的礦物質的術語。嚴重的疾病，包括間皮瘤和肺癌，可能在接觸石棉幾十年后出現。
生物醫(yī)學研究人員多年來一直試圖了解石棉是如何導致疾病的，盡管其中的多個部分仍然未知。由賓夕法尼亞大學研究人員領導的一個國際團隊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問題，而不是研究對細胞的影響，而是探索一旦進入細胞后礦物質會發(fā)生什么，” Reto Gieré說，賓夕法尼亞大學藝術與科學學院地球與環(huán)境科學系教授，該工作的資深作者，發(fā)表在《科學報告》上。
“我們使用尖端的實驗技術，深入到納米級甚至原子級來觀察礦物的轉變，”第一作者 Ruggero Vigliaturo 說，他現在是都靈大學的終身助理教授，完成了這項研究在賓夕法尼亞大學做博士后研究期間。“我們看到的是，礦物質正在發(fā)生變化，幾乎看起來像是在保護自己免受細胞的傷害。”
這項研究源于賓夕法尼亞大學環(huán)境毒理學卓越中心對石棉進行的大量實驗。盡管“石棉”這個詞很常見，但它并不是一個科學術語，而是在工業(yè)中用于指代具有不同結構和化學成分的各種礦物。在目前的工作中，Vigliaturo、Gieré 及其同事專注于閃石石棉，據推測這種石棉比其他品種更危險。
雖然對石棉毒性的許多研究都集中在人體組織對礦物質的反應上，但研究人員希望觀察這種礦物質對人體肺細胞吸收的反應。Vigliaturo 和 Gieré 與斯洛文尼亞國家化學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在人類肺細胞內停留兩天后對礦物質進行表征。相比之下，迄今為止，大多數石棉研究都集中在當長石棉纖維留在細胞外的組織區(qū)域時對身體的影響。
通過專門的透射電子顯微鏡 (TEM) 技術，研究人員記錄了閃石礦物中前所未有的變化，其中許多被細胞中稱為溶酶體的隔室吸收，這些隔室通常參與處理細胞廢物和程序性細胞死亡.
“在這些比細胞其他部分酸性更強的溶酶體中，我們觀察到礦物質表面開始溶解，”Gieré 說。
一個關于這些相對富含鐵的礦物的直接問題很快就出現了：“鐵的命運是什么?” 他說。
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