中國粉體網(wǎng)訊 日前，中科院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)國家重點實驗室郭良宏研究組在碳納米管細(xì)胞外排生物過程和效應(yīng)方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《微尺度》雜志，并作為當(dāng)期的封底文章。
碳納米管在環(huán)境和納米醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大。碳納米管與細(xì)胞的相互作用始于與細(xì)胞產(chǎn)生物理接觸，隨后被細(xì)胞攝入、外排或者降解，這些生物過程對碳納米管后續(xù)的毒性/生物效應(yīng)至關(guān)重要。但目前對于碳納米管的細(xì)胞外排機(jī)制研究卻鮮有提及。
該研究組將碳納米管暴露巨噬細(xì)胞，通過檢測胞外ATP的釋放，意外發(fā)現(xiàn)一種特殊的嘌呤受體——P2X7參與介導(dǎo)了碳納米管的外排過程。研究還發(fā)現(xiàn)，過量的胞外ATP結(jié)合P2X7受體后，能短暫激活該受體，并誘導(dǎo)細(xì)胞外鈣離子內(nèi)流，進(jìn)而激活MAPK信號通路；且碳納米管在溶酶體內(nèi)的累積會引起溶酶體堿化，導(dǎo)致碳納米管會沿著重排后的細(xì)胞骨架導(dǎo)軌排出細(xì)胞。該研究首次揭示了細(xì)胞外排碳納米管的分子起始事件以及后續(xù)的細(xì)胞生物效應(yīng)，將為碳納米管未來的生物應(yīng)用率和毒性防治提供指導(dǎo)價值。
在細(xì)胞外排機(jī)制的基礎(chǔ)上，研究組進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，環(huán)境重金屬離子（如：Ni2+）能抑制P2X7受體活性，進(jìn)而阻礙碳納米管的正常外排，造成過量的碳納米管在細(xì)胞內(nèi)累積，引起更大的毒性。該機(jī)制是一種新型的聯(lián)合毒性作用機(jī)制，為研究環(huán)境中碳納米管與其他污染物共存狀態(tài)下的安全性評價提供了新的借鑒思路。
