科学岛课题组在污染物健康危害干预研究方面取得新进展-

近日，中科院合肥研究院强磁场中心许安研究员、中科院青促会会员刘赟副研究员课题组，利用稳态强磁场实验装置（SHMFF）9.4T高场核磁共振成像系统，揭示了新型氧化锌/氧化石墨烯复合纳米材料（ZnO/GO nanocomposites）高效、特异、安全地拮抗重金属镉诱导肝脏损伤效应的新机制，相关成果发表在环境健康领域国际期刊Environment International上。

环境中广泛存在的重金属镉（Cd）污染已被证实与脂肪肝、肝坏死、肝癌等多种肝脏疾病的发生发展过程密切相关。国际癌症研究中心（IARC）早已于1993年将Cd定义为I类致癌物，即已确定的人类致癌物。美国毒物管理委员会（ATSDR）将Cd列为危害人体健康的20种最有毒物质之一。世界卫生组织（WHO）也将Cd作为优先研究的食品污染物。然而，针对Cd中毒造成的健康危害，目前暂无高效、安全、特异的干预方法。临床上只能采用洗胃、导泻、止吐等对症治疗方法或者辅以非特异性金属螯合剂，治疗效果有限且副作用大。

许安课题组长期致力于探索污染物诱导健康危害的干预措施和作用机制，在前期揭示了典型碳纳米材料氧化石墨烯拮抗污染物毒性的基础上（Environ. Sci. Technol., 2016; Environ. Sci-Nano, 2018），进一步对氧化石墨烯进行修饰和改性，设计合成了ZnO/GO 复合纳米材料。利用9.4T高场核磁共振成像系统可以对生物样本进行原位无损检测的优势，研究人员从小鼠活体、原位水平证明了ZnO/GO 复合纳米材料可以高效、安全地拮抗Cd诱导的肝脏损伤，包括肝细胞吞噬能力以及胆道排泄效率的降低均可以得到显著恢复。体内外水平研究显示，ZnO/GO 复合纳米材料一方面通过释放锌离子竞争性抑制Cd进入细胞，另一方面上调多药耐药相关蛋白（MRP1）的表达和活性进而促进Cd排出细胞，最终通过降低Cd的生物累积进而高效、安全地拮抗Cd诱导的毒性效应。通过对比ZnO/GO 复合纳米材料与常见的抗氧化剂在拮抗Cd毒性上的效率差异，以及ZnO/GO 复合纳米材料对不同重金属的拮抗能力差异，研究人员证实了ZnO/GO 复合纳米材料在高效、特异、安全地拮抗Cd毒性方面的良好应用前景，尤其在应对职业暴露人群Cd中毒突发事件中具有重要意义。

强磁场中心刘赟副研究员、山东第一医科大学王雪副教授为本文的共同第一作者，强磁场中心许安研究员、高场磁共振成像实验室郑新威副研究员为本文的共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、中科院青促会、安徽省重点研发计划、强磁场安徽省实验室方向基金等项目的资助和支持。磁共振成像工作在稳态强磁场实验装置（SHMFF）的SM4及配套MRI系统上完成。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envint.2022.107327

（A）ZnO/GO 复合纳米材料拮抗Cd诱导肝脏损伤效应的作用机制示意图

（B）高场核磁共振成像证实了ZnO/GO复合纳米材料对于Cd诱导肝脏损伤的保护效应