氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)作为碳纳米材料以及二维纳米材料家族的典型代表，拥有极薄的片层结构、丰富的含氧官能团、独特的极性/非极性区域分布以及强大的吸附能力等特性，在材料、电子、能源、生物医药、环境治理等领域有广泛的应用前景。研究显示，氧化石墨烯通过物理吸附、静电吸引、范德华力、氢键、沉淀或化学反应，可显着改变污染物的环境行为；然而，氧化石墨烯对污染物毒理学效应的影响及作用机制却鲜有研究。

　　近期，中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所许安课题组围绕环境中分布广、毒性强的持久性有机污染物多氯联苯(Polychorinated biphenyls, PCBs)，利用体外高灵敏度基因突变检测模型，阐释了氧化石墨烯与多氯联苯复合细胞毒性及遗传毒性的作用机制。研究结果显示，氧化石墨烯可粘附在细胞膜表面或进入胞质中，通过诱导细胞内活性氧自由基含量上升，激活不依赖于mTOR信号通路的细胞自噬效应；并且，氧化石墨烯通过诱导自噬体合成，引发了完整的细胞自噬过程（图1）。进一步研究显示，氧化石墨烯在预处理细胞过程中诱导完整的细胞自噬效应，可显着降低PCB 52诱导的细胞毒性及CD59基因突变率；而另外两种暴露方式，包括PCB 52预处理以及氧化石墨烯和PCB 52共同处理，则不影响PCB 52的毒性效应（图2）。这项研究揭示了氧化石墨烯在降低PCB遗传毒性中的显着作用，同时也为氧化石墨烯在污染物治理中的环境健康风险评估提供了新的实验依据。上述研究结果目前已刊载在环境科学期刊Environmental Science & Technology（2016 Mar 15;50(6):3154-64）上。

　　该研究受到国家重大研究计划、中科院先导专项B、国家自然科学基金以及合肥研究院院长特别基金等课题的资助。 

图1（A）GO与细胞的相互作用。（B）GO可在细胞中诱导不依赖于mTOR信号通路的完整的细胞自噬效应。

图2 GO通过诱导完整的细胞自噬过程进而降低PCB 52的细胞毒性及遗传毒性。

    来源：中国科学院