Nature新期刊:中国学者发现金纳米粒子新生物学效应
2012/08/20 点击 3885 次
Nature出版社为了抗衡呼声越来越高的开放性期刊PLoS系列杂志,推出了新子刊Scientific Reports (http://www.nature.com/srep/index.html),这是Nature基团的第一份开发获取期刊,于于2011年6月14日上线,主要包含了生物学、物理学、地球和环境科学等方面的研究成果。
来自中科院系统生物学重点实验室,上海应用物理研究所的研究人员近期在此期刊发表了题为“Akt signaling-associated metabolic effects of dietary gold nanoparticles in Drosophila”的文章,发现经食物摄取的金纳米粒子能够显著增强胰岛素和生长因子下游的PI3K/Akt信号通路,促进细胞对食物中营养成分的吸收和利用。这揭示了金纳米粒子这一出人意料的生物学效应,预示了其在糖尿病等代谢紊乱研究中的应用前景。
文章的通讯作者分别是中科院系统生物学重点实验室宋海云研究员,上海应用物理研究所樊春海研究员,其他研究人员包括黄庆研究员,王彬、陈楠和魏应亮等,这项研究得到国家科技部、国家自然基金委和中国科学院的支持。
金纳米粒子很可能是最早被用作药物的纳米材料。其历史甚至可追溯到几千年前的古埃及,炼金术士们将金熔化后制成的供法老饮用的金水中就含有金纳米粒子。而中世纪的欧洲贵族中也流行着类似方法。现代的纳米研究则表明,金纳米粒子细胞毒性很低,生物安全性良好,因而被广泛应用于纳米药物研究。然而,进入动物体内的金纳米粒子是否可能产生其它独特的生物效应呢?
在这篇文章中,研究人员以果蝇为动物模型,发现经食物摄取的金纳米粒子能够显著增强胰岛素和生长因子下游的PI3K/Akt信号通路,促进细胞对食物中营养成分的吸收和利用。
PI3K/Akt信号通路是多细胞生物中高度保守的合成代谢通路。果蝇幼虫通过PI3K/Akt信号通路将摄入的营养成分以甘油三酯的形式储存,以满足成蛹期的能量需求。果蝇幼虫摄取掺入金纳米粒子的食物后,PI3K/Akt信号通路活性上升,并通过SREBP通路增加甘油三酯的合成。
在能量限制(calorie restriction)导致PI3K活性下降的条件下,金纳米粒子的这一效应表现更加显著。如果在喂食金纳米粒子的同时抑制Akt信号通路,能够消除其对脂合成代谢的作用,说明金纳米粒子的代谢效应是通过促进PI3K/Akt信号通路实现的。
进一步研究表明,金纳米粒子并没有改变果蝇的进食量,其促进PI3K/Akt信号通路的机制,一部分在于促进细胞对营养成分的摄取,一部分在于促进PI3K定位于细胞膜。该研究揭示了金纳米粒子这一出人意料的生物学效应,预示了其在糖尿病等代谢紊乱研究中的应用前景。
(来源:生物通)
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