研究人員發現防御納米粒子的祖先表觀遺傳防御機制

來自芬蘭綜合方法開發與驗證中心（FHAIVE FHAIVE）和坦佩雷大學的科學家們發現了一種與納米粒子暴露有關的新型反應機制，這種機制在不同的物種中是共享的。博士研究員Giusy del Giudice博士通過對納米材料分子反應的大量數據分析，揭示了一種祖先的表觀遺傳防御機制。這一發現闡明了不同物種的適應過程，從人類到更基本的生物體，隨著時間的推移，對這種暴露的適應過程。

由醫學和健康技術學院的Dario Greco教授協調的研究結果最近發表在著名的《自然納米技術》雜志上。

"我們首次證明了對納米顆粒有一種特殊的反應，并且與它們的納米特性相互關聯。這項研究揭示了各種物種如何以類似的方式對顆粒物質作出反應。"FHAIVE主任、坦佩雷大學生物信息學教授Dario Greco說："它提出了一個解決單一化學特征問題的方案，目前限制了在化學安全評估中使用毒物基因組學。"

這項研究的影響超出了毒理學領域。COVID-19大流行強調了免疫激活對預測病毒感染的臨床結果的重要性。在污染較重的地區，COVID-19對人類的影響更為嚴重。

"我們的結果揭示了了解生物體內的基本防御機制與它們的免疫功能之間的重要聯系"，Greco指出。

"當涉及到藥物或病毒時，我們已經明白，任何接觸或感染都會在我們的免疫系統上留下痕跡，這種痕跡將影響我們對未來制劑的反應方式。現在，我們有證據表明，即使是顆粒物也會激發我們的免疫力，"該科學出版物的第一作者Giusy del Giudice說。

空氣污染對呼吸功能的不利影響早已為人所知，但直到最近弗朗西斯-克里克研究所的科學家才證明它是導致非吸煙者肺癌的主要原因之一。在COVID-19和肺癌這兩種情況下，顆粒物對免疫系統的影響促成了這些影響。

del Giudice說："顆粒物和免疫激活之間的聯系是最重要的，可能會帶來關鍵的流行病學影響。"

從COVID-19大流行病中吸取的另一個重要教訓涉及到地球健康的概念：地球上的所有生物都是相互聯系的，對一個物種的影響最終會傳播到其他物種。在這方面，這項研究的結果也開辟了新的途徑，以制定綜合模型，預測化學暴露對許多物種的影響。

del Giudice說："我們的研究結果通過描述整個生命樹上許多物種共同的基本防御機制而向這個方向發展。"

納米技術在許多領域發揮著重要作用，從生物醫學到能源和氣候。工程納米材料是顆粒大小僅在1至100納米之間的化學物質或材料，是人類頭發的三分之一。

目前，數以千計的消費產品含有納米材料，這就需要對其可能的健康和環境影響進行測試。由于傳統的毒理學依靠動物或體外試驗來監測暴露后的表型變化，因此它無法跟上這種技術發展的步伐。

"我們不能在地球上每一個可能的物種上測試每種新的納米材料。我們需要創新的方法來盡快可靠地評估可能的危險產品。像本研究中產生的科學證據可以幫助開發新的模型，不需要大量的動物實驗。"