气溶胶化苯扎氯铵(BKC)暴露对气-液界面(ALI)培养体外细胞模型的吸入毒性效应研究

兽医领域广泛使用的喷雾型农药、杀菌剂和消毒剂亟需建立动物实验替代方案。研究人员通过气-液界面(ALI)培养系统构建A549和Calu-3细胞模型，利用VITROCELL?云暴露系统评估苯扎氯铵(BKC)的吸入毒性。结果显示：2-16.5 mg/mL BKC暴露引发浓度依赖性细胞损伤，Calu-3细胞(IC50 3.6-6.7 mg/mL)较A549细胞更敏感，TEER、LDH和ROS检测证实其适用于吸入毒理研究，为呼吸道防护提供重要参考。

　　

在兽医实践中，以喷雾形式施用的农药、杀菌剂和消毒剂存在显著的吸入暴露风险。为开发动物实验替代方案，科学家们创新性地采用气-液界面(air–liquid interface, ALI)培养系统，让A549和Calu-3两种肺上皮细胞在三维环境中生长三周。通过监测跨上皮电阻(transepithelial electrical resistance, TEER)和进行苏木精-伊红(H&E)染色，证实这些细胞成功形成了具有完整屏障功能的多层上皮结构。

借助先进的VITROCELL?云暴露系统，研究人员让细胞接触不同浓度(2–16.5 mg/mL)的气溶胶化苯扎氯铵(benzalkonium chloride, BKC)。通过WST-1细胞活力检测、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)释放实验和活性氧(reactive oxygen species, ROS)测定，发现BKC会引发典型的浓度依赖性细胞毒性。有趣的是，Calu-3细胞(IC₅₀ 3.6-6.7 mg/mL)比A549细胞(IC₅₀ 4.5-19 mg/mL)表现出更高的敏感性，这使其成为吸入毒理研究的优选模型。

实验数据清晰地展示了BKC暴露导致的细胞膜损伤(LDH释放增加)和氧化应激(ROS水平升高)，这些发现不仅强调了减少气溶胶暴露对呼吸道健康的重要性，更验证了ALI系统在吸入毒理评估中的巨大潜力。当然，要进一步提升该模型的可靠性，还需要对细胞培养的重复性进行系统验证，并引入更多毒性机制相关的分子标志物。这项研究为建立标准化的人体呼吸道体外模型迈出了重要一步。