Nickel oxide nanoparticles (Nano NiO) bears hepatotoxicity, while whether it leads to liver fibrosis remains unclear. The aim of this study was to establish the Nano NiO‐induced hepatic fibrosis model in vivo and investigate the roles of transforming growth factor β1 (TGF‐β1) in Smad pathway activation, epithelial‐mesenchymal transition (EMT) occurrence, and extracellular matrix (ECM) deposition in vitro. Male Wistar rats were exposed to 0.015, 0.06, and 0.24 mg/kg Nano NiO by intratracheal instilling twice a week for 9 weeks. HepG2 cells were treated with 100 μg/mL Nano NiO and TGF‐β1 inhibitor (SB431542) to explore the mechanism of collagen formation. Results of Masson staining as well as the elevated levels of type I collagen (Col‐I) and Col‐III suggested that Nano NiO resulted in hepatic fibrosis in rats. Furthermore, Nano NiO increased the protein expression of TGF‐β1, p‐Smad2, p‐Smad3, alpha‐smooth muscle actin (α‐SMA), matrix metalloproteinase9 (MMP9), and tissue inhibitors of metalloproteinase1 (TIMP1), while decreased the protein content of E‐cadherin and Smad7 in rat liver and HepG2 cells. Most importantly, Nano NiO‐triggered the abnormal expression of the abovementioned proteins were all alleviated by co‐treatment with SB431542, implying that TGF‐β1‐mediated Smad pathway, EMT and MMP9/TIMP1 imbalance were involved in overproduction of collagen in HepG2 cells. In conclusion, these findings indicated that Nano NiO induced hepatic fibrosis via TGF‐β1‐mediated Smad pathway activation, EMT occurrence, and ECM deposition.

中文翻译：

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TGF-β1介导的Smad信号通路和EMT在纳米氧化镍诱导的体内外肝纤维化中的作用

氧化镍纳米粒子（Nano NiO）具有肝毒性，但是否会导致肝纤维化尚不清楚。本研究的目的是在体内建立纳米氧化镍诱导的肝纤维化模型，并研究转化生长因子 β1 (TGF-β1) 在 Smad 通路激活、上皮间质转化 (EMT) 发生和细胞外基质中的作用。 ECM) 体外沉积。雄性 Wistar 大鼠通过每周两次气管内滴注暴露于 0.015、0.06 和 0.24 mg/kg Nano NiO，持续 9 周。用 100 μg/mL Nano NiO 和 TGF-β1 抑制剂（SB431542）处理 HepG2 细胞以探索胶原蛋白形成的机制。Masson 染色结果以及 I 型胶原 (Col-I) 和 Col-III 水平升高表明纳米氧化镍导致大鼠肝纤维化。此外，纳米NiO增加TGF-β1、p-Smad2、p-Smad3、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、基质金属蛋白酶9（MMP9）和金属蛋白酶组织抑制剂1（TIMP1）的蛋白质表达，同时降低蛋白质含量E-cadherin 和 Smad7 在大鼠肝脏和 HepG2 细胞中的变化。最重要的是，纳米 NiO 引发的上述蛋白质的异常表达均通过与 SB431542 共同处理得到缓解，这意味着 TGF-β1 介导的 Smad 通路、EMT 和 MMP9/TIMP1 失衡与 HepG2 细胞中胶原蛋白的过度产生有关。总之，这些发现表明纳米氧化镍通过 TGF-β1 介导的 Smad 通路激活、EMT 发生和 ECM 沉积诱导肝纤维化。和金属蛋白酶1（TIMP1）的组织抑制剂，同时降低大鼠肝脏和HepG2细胞中E-钙粘蛋白和Smad7的蛋白质含量。最重要的是，纳米 NiO 引发的上述蛋白质的异常表达均通过与 SB431542 共同处理得到缓解，这意味着 TGF-β1 介导的 Smad 通路、EMT 和 MMP9/TIMP1 失衡与 HepG2 细胞中胶原蛋白的过度产生有关。总之，这些发现表明纳米氧化镍通过 TGF-β1 介导的 Smad 通路激活、EMT 发生和 ECM 沉积诱导肝纤维化。和金属蛋白酶1（TIMP1）的组织抑制剂，同时降低大鼠肝脏和HepG2细胞中E-钙粘蛋白和Smad7的蛋白质含量。最重要的是，纳米 NiO 引发的上述蛋白质的异常表达均通过与 SB431542 共同处理得到缓解，这意味着 TGF-β1 介导的 Smad 通路、EMT 和 MMP9/TIMP1 失衡与 HepG2 细胞中胶原蛋白的过度产生有关。总之，这些发现表明纳米氧化镍通过 TGF-β1 介导的 Smad 通路激活、EMT 发生和 ECM 沉积诱导肝纤维化。这意味着 TGF-β1 介导的 Smad 通路、EMT 和 MMP9/TIMP1 失衡与 HepG2 细胞中胶原蛋白的过度产生有关。总之，这些发现表明纳米氧化镍通过 TGF-β1 介导的 Smad 通路激活、EMT 发生和 ECM 沉积诱导肝纤维化。这意味着 TGF-β1 介导的 Smad 通路、EMT 和 MMP9/TIMP1 失衡与 HepG2 细胞中胶原蛋白的过度产生有关。总之，这些发现表明纳米氧化镍通过 TGF-β1 介导的 Smad 通路激活、EMT 发生和 ECM 沉积诱导肝纤维化。