氧化石墨烯誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞死亡的機(jī)制示意圖

    中國科學(xué)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)國家重點實驗室劉思金研究組在石墨烯毒性機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在美國化學(xué)會雜志ACS Nano（ACS Nano, 2013, DOI: 10.1021/nn402330b）上。

    石墨烯優(yōu)越的物理化學(xué)性質(zhì)使其在多個領(lǐng)域有著潛在廣泛應(yīng)用。然而，隨之而來的環(huán)境與健康風(fēng)險也日益受到關(guān)注。目前，石墨烯引發(fā)巨噬細(xì)胞生物效應(yīng)的分子作用機(jī)制并不完全清楚。劉思金研究組研究發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯（GO）可通過作用于巨噬細(xì)胞膜表面的Toll樣受體（TLR-4）誘發(fā)細(xì)胞的程序性壞死。

    研究人員發(fā)現(xiàn)，GO可通過激活TLR4受體誘發(fā)細(xì)胞腫瘤壞死因子（TNF-α）的自分泌。TNF-α可作用于其細(xì)胞膜表面的TNF-α受體，使其下游的受體相互作用蛋白1（RIP1）和3（RIP3）磷酸化，進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞的程序性壞死。在此過程中，GO所誘導(dǎo)的活性氧（ROS）也促進(jìn)了細(xì)胞的壞死過程。同時，GO可在巨噬細(xì)胞內(nèi)大量累積，這可引發(fā)細(xì)胞骨架的塌陷和吞噬能力的抑制。Rho相關(guān)激酶（ROCK）在骨架動態(tài)平衡中起重要作用。而GO對細(xì)胞骨架的影響是通過抑制該激酶的活性實現(xiàn)的。這項研究工作對于揭示氧化石墨烯誘發(fā)的細(xì)胞死亡機(jī)制具有重要意義。