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上海生科院发现二氧化钛纳米颗粒影响巨噬细胞功能新机制

由于独特的物理和化学性质,纳米颗粒被广泛应用于食品、化妆品、药品等领域。二氧化钛(TiO2)纳米颗粒更是存在于饮料、酱油等多种与日常生活息息相关的产品之中。然而,二氧化钛纳米颗粒对人体健康的影响并未完全清晰。

近日,中国科学院上海生命科学研究院(人口健康领域)营养代谢与食品安全重点实验室尹慧勇研究组研究生陈群和王宁宁等在研究员尹慧勇的指导下,通过对蛋白质组学的数据分析,发现用二氧化钛纳米颗粒处理巨噬细胞,可导致细胞膜重构和激活炎症反应。利用透射电子显微镜,研究人员观察到二氧化钛纳米颗粒通过内吞途径被困在多泡体(Multi-vesicular Bodies,MVB)中。基于13C示踪技术的代谢流分析表明,二氧化钛纳米颗粒显著降低了三羧酸循环途径的代谢流,并且还会引起线粒体活性氧ROS的增加,减少ATP的生成,降低心磷脂的含量,从而造成线粒体的功能障碍。进一步的研究表明,二氧化钛纳米颗粒可以通过增加TNF-α、iNOS和COX- 2的mRNA水平而激活炎症反应,代谢组学分析也显示COX-2的代谢产物,包括前列腺素PGD2、PGE2和15d-PGJ2等的产生显著增加。此外,二氧化钛纳米颗粒也引起巨噬细胞吞噬功能的明显降低。该研究利用蛋白质组学结合脂质组学技术,揭示了二氧化钛纳米颗粒可以通过激活炎症反应和造成线粒体的功能障碍来影响巨噬细胞的功能,提示长期暴露可能对人体健康产生潜在的影响。

相关研究成果发表在Redox Biology上。该研究得到了国家自然科学基金委、中科院、科技部等的资助。

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