【成大】利用新穎測試方法探討氧化鋅奈米顆粒與紫外線輻射引發之皮膚致敏機制

動物實驗部分，研究團隊以 SKH: HR-1 無毛小鼠建立重複暴露模型，先後暴露UVR與 ZnONPs對皮膚屏障與免疫反應的影響。研究結果顯示，當存在ZnONPs與UVR同時作用時，會引發持續性的皮膚屏障功能障礙、表皮增生、肥大細胞（mast cells）去顆粒化，還有血清中的IgE免疫球蛋白增加外，Th2相關之細胞激素（如 IL-4、IL-13 和 IL-17A）的表現也會上升，因此證實雙重暴露會顯著增強過敏性皮膚的發炎反應。此外，團隊依據皮膚致敏 AOP 架構，利用 OECD TG 442D KeratinoSens™（關鍵事件2）、OECD TG 442E h-CLAT（關鍵事件3），並搭配 HaCaT/THP-1 共培養活化試驗（HaCaT/THP-1 Co-cultured Activation Test, COCAT）等體外方法，評估 ZnONPs 在 UVR 所造成皮膚損傷情境下的皮膚致敏傾向。研究結果顯示，ZnONPs 與 UVR 共同暴露可促進角質形成細胞與樹突細胞的活化，並支持其具有誘發皮膚致敏反應的機率；研究亦進一步揭示不同細胞所涉及的發炎機制。

體外試驗部分，研究團隊依據皮膚致敏 AOP 架構，利用 KeratinoSens™ 與 h-CLAT 等方法，進一步評估 ZnONPs 在 UVR 所造成皮膚損傷情境下的皮膚致敏潛勢。研究結果顯示，ZnONPs 與 UVR 共同暴露可促進角質形成細胞與樹突細胞的活化，並進一步揭示不同細胞所涉及的發炎途徑。在分子機制層面，研究進一步顯示，不同細胞可能透過不同的發炎途徑參與皮膚致敏反應。在角質形成細胞中，UVR 與 ZnONPs 共同暴露可引發粒線體功能障礙、氧化壓力及典型 NLRP3 發炎小體活化，最終導致細胞焦亡（pyroptosis）；而在樹突細胞中，則主要涉及 TLR4–RIPK1–FADD–caspase-8 所介導、且獨立於細胞焦亡之外的發炎訊息路徑。

整體而言，這項研究整合動物實驗與新穎替代測試方法，證實 ZnONPs 在 UVR 造成皮膚屏障受損的情境下，透過多重發炎與免疫訊號路徑引發皮膚致敏。研究結果不僅證實奈米材料在複合暴露條件下的致敏危害潛力，也顯示現行針對一般化學品建立的皮膚致敏體外測試策略，在評估奈米材料時仍需依照其材料特性與暴露情境加以調整；此項研究成果可作為未來法規評估新興材料之指引修訂的重要參考。