我中心李瑞宾教授团队在纳米生物效应与安全性评价研究领域取得新进展，相关成果以 “Multi-hierarchical profiling the structure-activity relationships of engineered nanomaterials at nano-bio interfaces”为题于10月24日在线发表在Nature communications 杂志上 (Nature Communications, 2018, 9, 4416)。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-06869-9。
纳米颗粒的生物学效应研究对于纳米产品在生物医学，工业及生活中的应用至关重要。纳米材料复杂多变的理化性质与其生物学效应的相互关系，即纳米生物学构效关系研究是其中一个基础的科学问题。纳米材料种类繁多、理化性质非常丰富，传统基于形态学和酶活性的生物效应研究方法由于检测指标有限，只能进行单一维度的构效关系研究，无法全面反映纳米材料的生物学效应。因此，迫切需要发展系统全面的纳米生物学构效关系研究方法。
在最新进展中，李瑞宾教授的团队以纳米氧化铁为研究对象，利用蛋白-代谢组学技术，在免疫细胞中首次建立了多维度的纳米生物学构效关系。纳米氧化铁是一类重要的无机纳米材料，由于其独特的理化性质，在磁性材料、颜料、生物医学及催化等领域应用广泛。在医学影像中，纳米氧化铁是重要的磁共振成像（MRI）造影剂，对其生物学构效关系的研究具有重要的科学价值。研究建立了纳米氧化铁7种基本理化特性与其6种生物学效应之间的多重构效关系。例如，炎性效应主要是由氧化铁纳米棒的纵横比决定，而表面活性是细胞迁移的主要影响因素。在巨噬细胞中对上述构效关系进行了深入探索，发现纳米氧化铁通过胞吞的方式进入细胞，破坏溶酶体，引发Cathepsin B释放，NLRP3炎性小体激活，Caspase-1切割pro-IL-1β释放炎症因子；纳米氧化铁还可以通过引发细胞MCP-1的释放增强免疫细胞的迁移能力。这些生物学机制在小鼠模型上得到了进一步验证。该研究为纳米生物学构效关系研究以及纳米材料安全性设计提供了新思路。
苏州大学公共卫生学院蔡晓明老师为本论文第一作者。放射医学与防护学院李瑞宾教授为本论文的通讯作者。苏州大学为该论文第一单位。合作单位有中科院大连化学物理研究所，泰国国家纳米中心，武汉农科院，美国加州纳米技术研究所等单位。该工作得到国家自然科学基金，江苏省高校重点项目，江苏省自然科学基金的共同资助。