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从纳米微粒蛋白冠状物的角度解读矽肺病发病新机制

时间:2017-03-20浏览:1

       当从进化的角度审视一个疾病,某些发病机制的解释就会显得有些可疑,例如矽肺病。我们知道硅元素是地球上含量最丰富的元素之一,可以说整个生物圈都是在极端富含硅元素的环境中演化发展而来的。因此,硅元素对生物体而言是非常安全的。然而,当爆破工人吸入一定量的岩石粉尘后,却会患上致命的矽肺病。之前的解释是,这些以SiO2为主要结构的颗粒,会导致肺组织的损伤,而后组织损伤的修复不良导致了肺纤维化。但实际上,含硅的材料,包括SiO2本身都是生物相容性很好的物质,比如人们喜闻乐见的硅胶假体,是十分安全的医用材料,并不会导致体内组织的严重损伤。因此二氧化硅微粒所导致的肺组织纤维化,也许并非主要因为直接的组织损伤,而可能是由一些更为温和的生物学反应促发的。
 
       最近医药生物技术国家重点实验室董磊课题组和张峻峰课题组的研究发现,当二氧化硅纳米微粒进入肺组织后,会通过形成特定的蛋白冠状物(corona)将一种生长因子(TGF-β 1)锚定在肺上皮细胞的表面受体上,阻碍了该因子的正常灭活,延长了它的活性时间(图1),从而直接启动了细胞的纤维化反应(图2)。文章最近发表在 ACS Nano(Wang  Z. et al. Specifically Formed Corona on Silica Nanoparticles Enhances Transforming Growth Factor beta1 Activity in Triggering Lung Fibrosis. ACS Nano 2017; 11(2):1659–1672.)。


1 SiNPTGF-β1的持续吸附作用阻滞了TGF-β1的内吞过程(ab),进而延长并加强了其下游信号通路的发生(c



2 Corona(蛋白冠)加剧纳米颗粒诱发的肺纤维化示意图
 

       纳米级别的细颗粒物,包括雾霾,是现代工业文明的产物。根据上述研究,这些颗粒物的危险也许不完全在于它们自身有多么大的毒性,实际上它们也没有什么特殊的毒性,而在于这些微粒进入体内后,有可能会绑架体内正常发挥功能的生物大分子,产生某些难以预料的后果。 
 
       所以,能怎么办呢?还是戴好口罩吧!