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自噬途径在纳米材料毒性作用中的研究进展*

2021-07-23许蓬娟于志超褚晓倩高静谭俊珍

生物医学工程研究 2021年2期

许蓬娟,于志超,褚晓倩,高静,谭俊珍△

(1.天津中医药大学中西医结合学院,天津 301617;2.天津中德应用技术大学科研处,天津 300350)

1 引 言

纳米材料是指其结构成分至少在一个维度上小于100 nm的材料[1],因其独特的物理化学特性被广泛应用。尽管纳米材料有其优越性,但其对人体的毒性及与决定细胞命运的细胞机制的相互作用的认识仍极其有限。在此,我们对纳米材料毒性与自噬的机制的关系及其潜在意义进行归纳总结,旨在增加对纳米材料与自噬机制的相互作用的理解。

2 纳米材料的毒性作用

目前,商用纳米材料越来越普遍,人们可以通过各种消费品接触到纳米材料。同时,纳米医学的快速发展将纳米材料广泛应用于临床诊断和治疗,大量纳米药物被设计用于治疗各种疾病,如神经系统疾病、糖尿病、癌症、传染病和过敏等[2]。这使人体完全暴露在纳米材料的环境中,因此,纳米材料的生物安全性问题引起越来越多的关注[3-4]。

纳米材料一旦被人体吸收,可分布在心脏、脑实质、肝脏、骨髓等多个器官[5-6],由于其独特的尺寸及高表面积,尤其是表面修饰后,纳米材料还可以越过多个人体生物屏障,如血-脑屏障、血-睾屏障[7-8]。研究表明,多种纳米材料对人类健康存在潜在危害。

在大鼠及小鼠模型中均证实吸入或滴注纳米碳黑或其他碳纳米材料,可以造成过敏或肺部炎症反应[9-11],并会诱发大鼠肺部肿瘤[12]。Belyanskaya等[13]发现单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes, SWNTs)对鸡胚有明显的神经毒性作用,可以显著减少神经胶质细胞的数目,且使细胞电生理功能降低。……

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