Cytotoxic and inflammatory potential of size-fractionated particulate matter collected repeatedly within a small urban area
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Exposure to coarse, fine, and ultrafine particles is associated with adverse population health impacts. We investigated whether size-fractionated particles collected repeatedly in the vicinity of industrial (steel mills and associated coking operations, wastewater treatment), high traffic, and residential areas display systematic differences in biological potency. METHODS: Particulate matter (PM<0.1, PM0.1-0.5, PM0.5-2.5, PM2.5-10, PM>10) samples collected at sites within Windsor, Ontario, were screened for biological potency in human A549 lung epithelial and murine J774A.1 macrophage-like cells using cytotoxicity bioassays (cellular ATP, resazurin reduction, lactate dehydrogenase (LDH) release), cytokine production, and transcript profiles. Potency was determined from the slope of each dose-effect relationship. RESULTS: Cytotoxic potency varied across size fractions and within a fraction across sites and sampling periods, suggesting that particle composition, in addition to size and mass, affected particle toxicity. While ATP and LDH profiles showed some similarity, resazurin reduction (a measure of metabolic activity) exhibited a unique pattern of response, indicating that the cytotoxicity assays were sensitive to distinct particle characteristics. Chemical speciation varied in relation to prevailing winds, consistent with enrichment of source emissions (e.g. higher metal and polycyclic aromatic hydrocarbon content downwind of the industrial site). Notwithstanding this variability, site-dependent differences in particle toxicity were evident, including greater potency of coarse fractions at the industrial site and of ultrafine particles at the traffic site (Site × Size interactions, p < 0.05). Regression of potency against particle constituents revealed correlations between resazurin reduction, induction of metal-responsive genes, and metal content, which were particularly strong for the coarse fraction, and between cytokine release and endotoxin, suggesting that these factors were important drivers of biological effects that explain, at least in part, the contrasting potencies of particles compared on an equivalent mass basis. CONCLUSIONS: The data show that 1) particle potency and composition can exhibit significant temporal variation in relation to source contributions; 2) sources may differentially impact the potency of specific size fractions; and 3) particle constituents, notably metals and endotoxin, may elicit distinct biological responses. Together, the data are consistent with the notion that sources and composition, in addition to size and mass concentration, are relevant to particle toxicity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».