近日，中科院合肥研究院強(qiáng)磁場(chǎng)中心許安研究員、中科院青促會(huì)會(huì)員劉赟副研究員課題組，利用穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置（SHMFF）9.4T高場(chǎng)核磁共振成像系統(tǒng)，揭示了新型氧化鋅/氧化石墨烯復(fù)合納米材料（ZnO/GO nanocomposites）高效、特異、安全地拮抗重金屬鎘誘導(dǎo)肝臟損傷效應(yīng)的新機(jī)制，相關(guān)成果發(fā)表在環(huán)境健康領(lǐng)域國(guó)際期刊Environment International上。

　　環(huán)境中廣泛存在的重金屬鎘（Cd）污染已被證實(shí)與脂肪肝、肝壞死、肝癌等多種肝臟疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程密切相關(guān)。國(guó)際癌癥研究中心（IARC）早已于1993年將Cd定義為I類致癌物，即已確定的人類致癌物。美國(guó)毒物管理委員會(huì)（ATSDR）將Cd列為危害人體健康的20種最有毒物質(zhì)之一。世界衛(wèi)生組織（WHO）也將Cd作為優(yōu)先研究的食品污染物。然而，針對(duì)Cd中毒造成的健康危害，目前暫無(wú)高效、安全、特異的干預(yù)方法。臨床上只能采用洗胃、導(dǎo)瀉、止吐等對(duì)癥治療方法或者輔以非特異性金屬螯合劑，治療效果有限且副作用大。

　　許安課題組長(zhǎng)期致力于探索污染物誘導(dǎo)健康危害的干預(yù)措施和作用機(jī)制，在前期揭示了典型碳納米材料氧化石墨烯拮抗污染物毒性的基礎(chǔ)上（Environ. Sci. Technol., 2016; Environ. Sci-Nano, 2018），進(jìn)一步對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行修飾和改性，設(shè)計(jì)合成了ZnO/GO 復(fù)合納米材料。利用9.4T高場(chǎng)核磁共振成像系統(tǒng)可以對(duì)生物樣本進(jìn)行原位無(wú)損檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，研究人員從小鼠活體、原位水平證明了ZnO/GO復(fù)合納米材料可以高效、安全地拮抗Cd誘導(dǎo)的肝臟損傷，包括肝細(xì)胞吞噬能力以及膽道排泄效率的降低均可以得到顯著恢復(fù)。體內(nèi)外水平研究顯示，ZnO/GO 復(fù)合納米材料一方面通過(guò)釋放鋅離子競(jìng)爭(zhēng)性抑制Cd進(jìn)入細(xì)胞，另一方面上調(diào)多藥耐藥相關(guān)蛋白（MRP1）的表達(dá)和活性進(jìn)而促進(jìn)Cd排出細(xì)胞，最終通過(guò)降低Cd的生物累積進(jìn)而高效、安全地拮抗Cd誘導(dǎo)的毒性效應(yīng)。通過(guò)對(duì)比ZnO/GO 復(fù)合納米材料與常見(jiàn)的抗氧化劑在拮抗Cd毒性上的效率差異，以及ZnO/GO 復(fù)合納米材料對(duì)不同重金屬的拮抗能力差異，研究人員證實(shí)了ZnO/GO 復(fù)合納米材料在高效、特異、安全地拮抗Cd毒性方面的良好應(yīng)用前景，尤其在應(yīng)對(duì)職業(yè)暴露人群Cd中毒突發(fā)事件中具有重要意義。

　　強(qiáng)磁場(chǎng)中心劉赟副研究員、山東第一醫(yī)科大學(xué)王雪副教授為本文的共同第一作者，強(qiáng)磁場(chǎng)中心許安研究員、高場(chǎng)磁共振成像實(shí)驗(yàn)室鄭新威副研究員為本文的共同通訊作者。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院青促會(huì)、安徽省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、強(qiáng)磁場(chǎng)安徽省實(shí)驗(yàn)室方向基金等項(xiàng)目的資助和支持。磁共振成像工作在穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置（SHMFF）的SM4及配套MRI系統(tǒng)上完成。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envint.2022.107327

　　（A）ZnO/GO 復(fù)合納米材料拮抗Cd誘導(dǎo)肝臟損傷效應(yīng)的作用機(jī)制示意圖

　　（B）高場(chǎng)核磁共振成像證實(shí)了ZnO/GO復(fù)合納米材料對(duì)于Cd誘導(dǎo)肝臟損傷的保護(hù)效應(yīng)

　　（C）LA-ICP-MS揭示ZnO/GO復(fù)合納米材料降低了Cd的胞內(nèi)累積