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金水供法老饮用,其中就含有金纳米粒子。直到中世纪的欧洲,贵族中也流行着类似的方法。现代的纳米研究表明,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。科研人员猜想,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?
近期,明升官网明升体育app院上海应用物理研究所物理生物学实验室樊春海、黄庆研究员和明升官网明升体育app院系统生物学重点实验室宋海云研究员开展合作研究,课题组的科研人员王彬、陈楠和魏应亮以果蝇为动物模型的工作表明,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。相关论文已于近日发表于自然出版集团的综合性杂志《明升体育app手机版》(Scientific Reports 2012, 2:563)。
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一种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。
该研究工作得到科技部、国家自然基金委和明升官网明升体育app院的支持。(来源:中科院上海应用物理研究所)
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