氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)作為碳納米材料以及二維納米材料家族的典型代表，擁有極薄的片層結(jié)構(gòu)、豐富的含氧官能團(tuán)、獨(dú)特的極性/非極性區(qū)域分布以及強(qiáng)大的吸附能力等特性，在材料、電子、能源、生物醫(yī)藥、環(huán)境治理等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。研究顯示，氧化石墨烯通過(guò)物理吸附、靜電吸引、范德華力、氫鍵、沉淀或化學(xué)反應(yīng)，可顯著改變污染物的環(huán)境行為；然而，氧化石墨烯對(duì)污染物毒理學(xué)效應(yīng)的影響及作用機(jī)制卻鮮有研究。

　　近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所許安課題組圍繞環(huán)境中分布廣、毒性強(qiáng)的持久性有機(jī)污染物多氯聯(lián)苯(Polychorinated biphenyls, PCBs)，利用體外高靈敏度基因突變檢測(cè)模型，闡釋了氧化石墨烯與多氯聯(lián)苯復(fù)合細(xì)胞毒性及遺傳毒性的作用機(jī)制。研究結(jié)果顯示，氧化石墨烯可粘附在細(xì)胞膜表面或進(jìn)入胞質(zhì)中，通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基含量上升，激活不依賴(lài)于mTOR信號(hào)通路的細(xì)胞自噬效應(yīng)；并且，氧化石墨烯通過(guò)誘導(dǎo)自噬體合成，引發(fā)了完整的細(xì)胞自噬過(guò)程（圖1）。進(jìn)一步研究顯示，氧化石墨烯在預(yù)處理細(xì)胞過(guò)程中誘導(dǎo)完整的細(xì)胞自噬效應(yīng)，可顯著降低PCB 52誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性及CD59基因突變率；而另外兩種暴露方式，包括PCB 52預(yù)處理以及氧化石墨烯和PCB 52共同處理，則不影響PCB 52的毒性效應(yīng)（圖2）。這項(xiàng)研究揭示了氧化石墨烯在降低PCB遺傳毒性中的顯著作用，同時(shí)也為氧化石墨烯在污染物治理中的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。上述研究結(jié)果目前已刊載在環(huán)境科學(xué)期刊Environmental Science & Technology（2016 Mar 15;50(6):3154-64）上。

　　該研究受到國(guó)家重大研究計(jì)劃、中科院先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)B、國(guó)家自然科學(xué)基金以及合肥研究院院長(zhǎng)特別基金等課題的資助。

圖1（A）GO與細(xì)胞的相互作用。（B）GO可在細(xì)胞中誘導(dǎo)不依賴(lài)于mTOR信號(hào)通路的完整的細(xì)胞自噬效應(yīng)。

圖2 GO通過(guò)誘導(dǎo)完整的細(xì)胞自噬過(guò)程進(jìn)而降低PCB 52的細(xì)胞毒性及遺傳毒性。