镍氧化物与硫酸镍对皮肤健康及屏障功能的差异性毒性影响研究

研究人员针对镍化合物(NiO和NiSO4)对皮肤屏障功能的差异性毒性机制展开研究，通过建立健康与特应性皮炎(AD)体外皮肤模型，结合组织学分析、细胞增殖指数(PI)和离子束分析等技术，发现NiSO4在24小时内即引发显著表皮损伤，而NiOPM则表现出延迟毒性效应。该研究为职业暴露风险评估提供了重要数据支撑。

　　

镍作为最常见的接触性过敏原之一，在工业生产中常以氧化物和硫酸盐形式存在。尽管镍过敏已被广泛研究，但不同镍化合物的皮肤渗透特性和毒性机制仍存在显著认知空白。特别是随着增材制造等新兴技术的应用，纳米级镍氧化物颗粒(NiOPM)的职业暴露风险亟待评估。更关键的是，特应性皮炎等皮肤屏障功能障碍患者对镍化合物的敏感性是否具有差异性，这一科学问题尚未得到系统解答。

圣保罗大学的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表的研究中，创新性地采用重建人类表皮模型(RHE)和特应性皮炎表皮模型(RHE-AD)，通过对比NiOPM与NiSO₄的毒性效应，揭示了两种镍化合物的差异化作用机制。研究运用了MTT细胞活力检测、组织学分析、免疫荧光标记关键分化蛋白(CK10/CK14/loricrin/filaggrin)、细胞增殖指数(Ki67)定量以及质子诱导X射线发射(PIXE)等先进技术，所有细胞均来源于圣保罗大学医院伦理委员会批准的包皮捐赠样本。

剂量响应效应
24小时暴露实验显示，即使最高剂量(4.6 mg/cm²)NiOPM也未引起显著结构损伤，仅导致角质层轻微增厚。免疫荧光分析却发现剂量依赖性的基底细胞增殖标志物Ki67表达下降，提示潜在的内吞作用发生。

时间依赖性毒性
延长暴露至72小时后，NiOPM在健康RHE中引起loricrin表达显著降低，而AD模型却出现反常升高。离子束分析证实镍颗粒能穿透至棘层，与磷富集区域重叠。

化合物差异比较
NiSO₄在24小时内即引发细胞空泡化和棘层结构紊乱，其9.5 mg/cm²剂量使健康RHE的PI值降至9%以下，而AD模型反而出现50%的PI值升高，显示截然不同的细胞响应模式。

这项研究的重要发现在于揭示了镍化合物的毒性与其溶解特性的密切关联：水溶性NiSO₄通过快速释放Ni²⁺引发急性损伤，而难溶性的NiOPM则通过颗粒内吞和渐进性离子释放导致延迟毒性。特别值得注意的是，特应性皮炎皮肤对两种镍化合物表现出独特的响应特征，这为临床镍过敏的预防策略提供了重要依据。研究采用的离子束分析技术首次直观展示了镍颗粒在表皮各层的渗透轨迹，为纳米颗粒皮肤毒理学研究建立了新方法学范式。从职业健康角度，该成果强调需要针对不同镍化合物制定差异化的防护标准，尤其对皮肤屏障功能受损的从业人员需实施特殊保护措施。