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    我國學者在納米環境暴露與毒理研究方面取得重要進展

    日期 2019-07-19   來源:化學科學部   作者:莊乾坤 王春霞 汪美貞 陳擁軍  【 】   【打印】   【關閉

    圖. 多壁碳納米管在肺部的長期沉積可促進原位乳腺腫瘤血管生成的分子機制

      在國家自然科學基金項目(批準號:91543206, 81672615, 815022829, 31622026, 31700879, 11425520)等資助下,國家納米科學中心陳春英課題組和中國科學技術大學朱濤課題組合作在納米環境暴露與毒理研究方面取得重要進展,發現了碳納米管呼吸暴露后的延遲毒性對肺部以外的遠端器官或組織的腫瘤發生發展的影響,從而導致原位乳腺腫瘤的多發性轉移。該成果以“Long-term Pulmonary Exposure to Multi-walled Carbon Nanotubes Promotes Breast Cancer Metastatic Cascades”(多壁碳納米管肺部長期暴露促進乳腺腫瘤的級聯性轉移)為題,于2019年6月24日發表在Nature Nanotechnology (《自然·納米材料》)上,論文鏈接:https://www.nature.com /articles/s41565-019-0472-4

      碳納米管(CNT)是重要的一維納米材料,由于具有良好的力學、電學和化學性能,可用作超強纖維、隱身材料、大功率超級電容器、傳感器等,被稱為“明星材料”。除了生產工作場所中CNT的環境釋放,在巴黎、美國等地(尤其是911事件現場)的空氣樣本中均檢測到CNT,2015年報道顯示巴黎地區64位患有哮喘病兒童的肺灌洗液樣本中檢測到CNT,大氣中碳納米管的暴露對人類健康的潛在影響被廣泛關注。迄今為止,CNT呼吸暴露多局限于肺部或心血管系統效應,缺乏對全身系統影響和長期健康效應的研究。

      本研究發現,沉積于小鼠肺部的CNT引起的局部微環境改變可顯著增強乳腺腫瘤細胞侵入臨近血管和周邊組織的能力,并促進腫瘤組織內血管生成,從而導致乳腺腫瘤細胞向肺部的轉移,形成快速生長的轉移灶,甚至進一步在體內形成多器官轉移。CNT肺部長期蓄積,刺激肺成纖維細胞和巨噬細胞分泌的VEGFA經血液循環到達乳腺腫瘤,一方面直接促進腫瘤血管生成,另一方面上調腫瘤細胞內源性VEGFA與COX-2的表達,從而啟動VEGFA-COX-2的正反饋通路,使乳腺組織內血管生成持續增強,為腫瘤細胞的轉移提供更加“豐富的營養”和“肥沃的土壤”。與之相呼應,CNT暴露形成的肺局部炎癥和纖維化也為促進腫瘤細胞定向轉移到肺及進一步侵襲生長提供了轉移前的肺部微環境與轉移后的腫瘤微環境。此項研究首次證實了肺部CNT長期暴露對遠端部位的乳腺腫瘤轉移有明顯的促進作用,長期存在的肺部局部炎癥可能是乳腺癌發展的主要風險。




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