呼吸暴露納米顆粒后，生物效應由呼吸系統局部如何向全身其它組織進行信號傳遞，是呼吸暴露的納米顆粒產生的全身性系統生物效應中一直未能闡明的關鍵問題。近日，國家納米科學中心聶廣軍和趙宇亮研究組證實，生物體膜泡結構exosome是介導納米材料引起機體的免疫活化和易感人群呼吸系統疾病發生的重要信號轉運體。
該實驗室長期以來一直關注納米材料與生物體相互作用的生物學機制。通過建立卵清蛋白致敏的易感小鼠模型(即呼吸道過敏性疾病模型)，在進行磁性氧化鐵納米材料多次呼吸暴露后，朱墨桃博士等首次發現了磁性氧化鐵納米材料可觸發肺泡內產生大量膜泡(Exosome)(圖1)。經此種膜泡(Exosome)介導，納米材料可以引起機體全身T細胞活化。
進一步，研究人員證明了exosome在敏感機體(即原有呼吸道過敏性疾病的機體)內和正常機體內介導的免疫活化的作用方式和效能具有差異性。對于致敏機體，exosome具有更強的引起Th1型細胞極化(即遲發型超敏反應)的能力，這成為導致納米材料對易感人群呼吸系統疾病發病和長期慢性炎癥加劇的重要因素。
該研究結果不僅闡明了納米材料介導的機體免疫活化的可能分子機制，并且強調了監測和控制納米尺度顆粒物的暴露對職業人群和易感人群健康的重要性。
該研究工作被選為封面論文(圖2)發表在Small上，并被德國Wiley出版社旗下的Materials Views 以“特洛伊木馬引起納米材料過敏”為題，作為亮點工作進行了報道。
該研究工作得到了中國科學院、科技部973項目和國家自然科學基金委的資助。
圖1. 呼吸暴露的磁性氧化鐵納米材料促使小鼠肺泡內產生大量的exosome。肺泡內產生大量的exosome，可和下游細胞繼續作用，級聯性誘發exosome生成(左圖);右圖為提取和純化后的exosome形態，典型杯狀結構。
圖2. Small封面論文：生物膜泡（exosome）成為介導納米生物效應在細胞間信號轉導的重要載體
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