Increasing production of corannulene (COR), a non-planar polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) with promising applications in many fields, has raised a concern about its potential toxic effects. However, no study has been undertaken to evaluate its metabolism and toxicity in mammals. In this study, the acute toxicities of COR in mice were compared with benzo[a]pyrene (BaP), a typical planar PAH with almost the same molecular weight. After 3-day exposures, the concentrations of COR in both plasma and tissues of mice were higher than that of BaP. However, blood chemistry and tissue weight monitoring showed no observable toxicities in COR-exposed mice. Compared to BaP, exposure to COR resulted in less activation of the aryl hydrocarbon receptor (AhR) and thus less induction of hepatic cytochrome P450 1a (Cyp1a) enzymes, which play a critical role in metabolism of both COR and BaP. Additionally, COR also elicited less oxidative stress and microbiota alteration in the intestine than did BaP. RNA-seq analysis revealed that liver transcriptomes are responsive to COR and BaP, with less alterations observed in COR-exposed mice. Unlike BaP, exposure to COR had no effects on hepatic lipid and xenobiotic metabolism pathways. Nonetheless, COR appeared to alter the mRNA expressions of genes involved in carcinogenicity, oxidative stress, and immune-suppression. To conclude, this study for the first time unveils a comparative understanding of the acute toxic effects of COR to BaP in mice, and provides crucial insights into the future safety assessment of COR.

中文翻译：

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芘与苯并[a]芘在小鼠体内的比较毒性分析

Corannulene (COR) 是一种在许多领域具有广阔应用前景的非平面多环芳烃 (PAH)，其产量的增加引起了人们对其潜在毒性作用的担忧。然而，尚未进行任何研究来评估其在哺乳动物中的代谢和毒性。在这项研究中，COR 对小鼠的急性毒性与苯并 [a] 芘 (BaP) 进行了比较，苯并 [a] 芘是一种典型的平面 PAH，具有几乎相同的分子量。暴露3天后，小鼠血浆和组织中COR的浓度均高于BaP。然而，血液化学和组织重量监测显示，在 COR 暴露的小鼠中没有可观察到的毒性。与 BaP 相比，暴露于 COR 导致芳烃受体 (AhR) 的激活较少，因此肝细胞色素 P450 1a (Cyp1a) 酶的诱导较少，在 COR 和 BaP 的代谢中起关键作用。此外，与 BaP 相比，COR 在肠道中引起的氧化应激和微生物群改变更少。RNA-seq 分析显示肝脏转录组对 COR 和 BaP 有反应，在 COR 暴露的小鼠中观察到的变化较少。与 BaP 不同的是，暴露于 COR 对肝脏脂质和异生物质代谢途径没有影响。尽管如此，COR 似乎改变了涉及致癌性、氧化应激和免疫抑制的基因的 mRNA 表达。总而言之，这项研究首次揭示了对 COR 对小鼠 BaP 急性毒性作用的比较理解，并为未来 COR 的安全性评估提供了重要的见解。与 BaP 相比，COR 在肠道中引起的氧化应激和微生物群改变更少。RNA-seq 分析显示肝脏转录组对 COR 和 BaP 有反应，在 COR 暴露的小鼠中观察到的变化较少。与 BaP 不同的是，暴露于 COR 对肝脏脂质和异生物质代谢途径没有影响。尽管如此，COR 似乎改变了涉及致癌性、氧化应激和免疫抑制的基因的 mRNA 表达。总而言之，这项研究首次揭示了对 COR 对小鼠 BaP 急性毒性作用的比较理解，并为未来 COR 的安全性评估提供了重要的见解。与 BaP 相比，COR 在肠道中引起的氧化应激和微生物群改变更少。RNA-seq 分析显示肝脏转录组对 COR 和 BaP 有反应，在 COR 暴露的小鼠中观察到的变化较少。与 BaP 不同的是，暴露于 COR 对肝脏脂质和异生物质代谢途径没有影响。尽管如此，COR 似乎改变了涉及致癌性、氧化应激和免疫抑制的基因的 mRNA 表达。总而言之，这项研究首次揭示了对 COR 对小鼠 BaP 急性毒性作用的比较理解，并为未来 COR 的安全性评估提供了重要的见解。暴露于 COR 对肝脏脂质和异生物质代谢途径没有影响。尽管如此，COR 似乎改变了涉及致癌性、氧化应激和免疫抑制的基因的 mRNA 表达。总而言之，这项研究首次揭示了对 COR 对小鼠 BaP 急性毒性作用的比较理解，并为未来 COR 的安全性评估提供了重要的见解。暴露于 COR 对肝脏脂质和异生物质代谢途径没有影响。尽管如此，COR 似乎改变了涉及致癌性、氧化应激和免疫抑制的基因的 mRNA 表达。总而言之，这项研究首次揭示了对 COR 对小鼠 BaP 急性毒性作用的比较理解，并为未来 COR 的安全性评估提供了重要的见解。