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TatS: 色素毒性研究のための新しいin vitroタトゥーヒト皮膚モデル
TatS: a novel in vitro tattooed human skin model for improved pigment toxicology research.
PMID: 32661687 DOI: 10.1007/s00204-020-02825-z.
抄録
入れ墨に関連したリスクの報告は、過去数十年の間に入れ墨色素の毒性への関心を高めました。それにもかかわらず、皮膚の恒常性に対する刺青色素の影響はほとんど知られていません。入れ墨色素と皮膚との相互作用を調べるためのin vitroシステムはありません。ここで私たちは、真皮にタトゥー顔料を組み込んだヒト全厚皮膚モデルを再構築したTatSを構築しました。最も頻繁に使用されているカーボンブラック（0.02mg/ml）と二酸化チタン（TiO、0.4mg/ml）、および有機ジアゾ化合物であるピグメントオレンジ13（0.2mg/ml）を真皮に混合しました。組織の生存率、形態学およびサイトカイン放出を用いてTatSの特徴を調べました。タトゥー顔料の効果をヒト線維芽細胞の単層培養と比較しました。TatSの組織構造はヒトの皮膚に匹敵するものであった。表皮層は完全に分化しており、ケラチノサイトはオクルーディン、フィラグリン、e-カドヘリンを発現していた。コラーゲンIVの染色により基底膜の形成が確認された。テナシンCは線維芽細胞の真皮層で発現していた。透過型電子顕微鏡では入れ墨色素の線維芽細胞への取り込みが確認されたが、TatSでは生存率もサイトカイン分泌も変化しなかった。対照的に、TiOは線維芽細胞単分子膜において細胞の生存率を有意に低下させ、インターロイキン-8の放出を増加させた。結論として、TatSは治癒した刺青を施したヒトの皮膚をエミュレートし、刺青色素研究における従来の2D細胞培養よりも3Dシステムの優位性を強調している。TatSは、刺青時に真皮内の色素の効果を試験できる最初の皮膚モデルです。
Reports of tattoo-associated risks boosted the interest in tattoo pigment toxicity over the last decades. Nonetheless, the influence of tattoo pigments on skin homeostasis remains largely unknown. In vitro systems are not available to investigate the interactions between pigments and skin. Here, we established TatS, a reconstructed human full-thickness skin model with tattoo pigments incorporated into the dermis. We mixed the most frequently used tattoo pigments carbon black (0.02 mg/ml) and titanium dioxide (TiO, 0.4 mg/ml) as well as the organic diazo compound Pigment Orange 13 (0.2 mg/ml) into the dermis. Tissue viability, morphology as well as cytokine release were used to characterize TatS. Effects of tattoo pigments were compared to monolayer cultures of human fibroblasts. The tissue architecture of TatS was comparable to native human skin. The epidermal layer was fully differentiated and the keratinocytes expressed occludin, filaggrin and e-cadherin. Staining of collagen IV confirmed the formation of the basement membrane. Tenascin C was expressed in the dermal layer of fibroblasts. Although transmission electron microscopy revealed the uptake of the tattoo pigments into fibroblasts, neither viability nor cytokine secretion was altered in TatS. In contrast, TiO significantly decreased cell viability and increased interleukin-8 release in fibroblast monolayers. In conclusion, TatS emulates healed tattooed human skin and underlines the advantages of 3D systems over traditional 2D cell culture in tattoo pigment research. TatS is the first skin model that enables to test the effects of pigments in the dermis upon tattooing.