由于納米銀的抗菌特性,其被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面,然而,隨之而來(lái)的環(huán)境與健康風(fēng)險(xiǎn)也日益受到關(guān)注。目前缺乏對(duì)納米銀在亞致死濃度下暴露的生物學(xué)效應(yīng)的認(rèn)識(shí),納米銀在低劑量暴露下影響的細(xì)胞能量代謝屬于空白領(lǐng)域。
中國(guó)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉思金研究組在納米銀改變細(xì)胞能量代謝方式及其作用機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展。研究成果發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)雜志ACSNano(ACSNano,2014,DOI:10.1021/nn500719m)上。
劉思金研究組發(fā)現(xiàn)低劑量暴露下納米銀改變了細(xì)胞能量代謝方式。非毒性濃度納米銀暴露可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ATP的產(chǎn)生減少和呼吸鏈的功能減弱,而細(xì)胞能量代謝方式被迫由氧化磷酸化為主的有氧代謝轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)氧糖酵解,以維持細(xì)胞生存的能量需求;機(jī)制研究方面,納米銀改變了能量代謝調(diào)控因子PGC-1α的含量及一些能量代謝相關(guān)基因(如PFKFB3和PDHA1)的表達(dá),這些變化在一定程度上促進(jìn)了細(xì)胞能量代謝方式的轉(zhuǎn)變。此外,研究還發(fā)現(xiàn)非毒性劑量納米銀誘導(dǎo)了線粒體膜電位的去極化和呼吸鏈復(fù)合體活性的降低,這也是導(dǎo)致細(xì)胞能量代謝方式改變的機(jī)制之一。這項(xiàng)研究工作對(duì)揭示納米銀的生物學(xué)效應(yīng)及環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)具有重要科學(xué)價(jià)值。
該研究得到了國(guó)家“973”項(xiàng)目和基金委自然基金項(xiàng)目的支持。