劉思金研究組在大氣細顆粒物穿透生物屏障及毒性效應方面取得新進展
環境化學與生態毒理學國家重點實驗室與山東第一醫科大學、北京積水潭醫院等單位合作，在大氣細顆粒物穿透生物屏障及毒性效應方面取得新進展，相關研究成果近日發表于The Proceedings of the National Academy of Sciences (Qi, et al.PNAS. 2022),Nano Today(Qi, et al.Nano Today. 2022),Journal of Controlled Release(Yan, et al.J Control Release. 2022)等。
目前，大氣顆粒物污染的健康效應得到廣泛關注。呼吸暴露可導致細顆粒進入肺部，并穿越氣血屏障進入血液循環中；進入血液循環的顆粒物可跟隨血液循環分布到不同器官和組織中。然而，現階段對于顆粒物的組織靶點，特別是穿越生物屏障的情況了解甚少。針對這一科學問題，該研究團隊通過合作研究，利用球差校正透射電鏡和高倍透射電鏡表征等技術，發現在腦部疾病患者的腦脊液樣本中有外源性的顆粒物，通過形貌、粒徑和化學組成等的比對，鑒定出了之前尚未報道過的顆粒物，例如馬來亞石(malayaite)和二氧化鈦(anatase)等，也鑒定出在其它組織器官中被報道過的顆粒物，例如含鐵、含硅和含鈣的顆粒物。該研究團隊進一步使用動物模型進行了驗證，并借助同位素示蹤技術，確認呼吸暴露的細顆粒物可穿透氣血屏障進入血液循環，最終傳輸到大腦組織內，同時損傷血腦屏障。體外的血腦屏障(blood-brain barrier, BBB)模型進一步驗證了上述的發現。同位素標記結果顯示，細顆粒物在腦組織中的滯留時間比肝臟和脾臟等其它器官更長，提示了對神經系統長期的慢性健康危害。以上結果發表于PNAS (Qi, et al. PNAS. 2022)。
與此同時，該研究團隊利用臨床資源、實驗動物模型等，發現了大氣顆粒物在骨關節的分布，該項研究為大氣顆粒物的長期暴露與骨關節退行性疾病的發生提供了佐證，以上研究發表于Nano Today (Qi, et al. Nano Today. 2022)。此外，該團隊發現大氣老化顯著影響顆粒物的毒性效應；該團隊在發光納米顆粒物的轉化毒理方面也取得進展。相關成果分別發表于Antioxidants(Yan, et al.Antioxidants. 2022)和JCR (Yan, et al.J Control Release. 2022)。
該研究得到了國家自然科學基金、科技部和中科院有關項目支持。
論文鏈接1：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2117083119
論文鏈接2：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013222000536
論文鏈接3：https://www.mdpi.com/2076-3921/11/4/754
論文鏈接4：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/
S0168365922003352via%3Dihub
環境化學與生態毒理學國家重點實驗室
