納米氧化鋅（ZnO NPs）和納米二氧化鈦（TiO2 NPs）是最早實現商業化生產、產量最高、需求量最大、應用最廣的兩種金屬氧化物納米材料。然而，正是因為ZnO NPs和TiO2 NPs的生產和使用范圍較為廣泛，導致其在環境中的釋放逐漸上升，并不可避免地受到環境介質的影響，進而發生理化性質與賦存狀態的改變，從而對人類健康以及生態環境產生潛在危害。

近期，中國科學院合肥物質科學研究院技術生物與農業工程研究所研究員許安課題組以人鼠雜交瘤細胞為研究模型，在典型納米金屬氧化物（ZnO NPs和TiO2 NPs）水體老化過程中賦存狀態影響其遺傳毒性的機制研究方面取得進展。相關成果分別被毒理學領域期刊Toxicological Sciences 和環境領域期刊Journal of Environmental Sciences 接收發表。

納米金屬氧化物水體老化過程中賦存狀態影響遺傳毒性的機制研究

許安課題組經研究發現，可溶性金屬氧化物納米材料ZnO NPs在水環境老化過程中能夠誘導哺乳動物細胞的細胞毒性減弱但遺傳毒性增強；深入探究ZnO NPs在水環境老化過程中誘導該毒性差異的細胞生物學機制，結果表明，原始態ZnO NPs通過誘導線粒體超微結構損傷（包括線粒體的空泡化與線粒體脊損傷）以及線粒體膜電位改變，從而誘導線粒體介導的細胞凋亡水平升高；而老化態ZnO NPs通過誘導AL細胞胞內ROS水平升高，從而激活內質網應激信號通路，進而導致DNA雙鏈斷裂以及基因突變的發生。不同于可溶性的金屬氧化物ZnO NPs，非可溶性的金屬氧化物TiO2 NPs在老化過程中未發生顯著的毒性效應變化，但TiO2 NPs可粒徑依賴性誘導哺乳動物細胞產生毒性效應，即粒徑越小其誘導的細胞毒性越大，而遺傳毒性越小，且線粒體在TiO2 NPs誘導的劑量依賴性的毒性效應中起著不可缺少的重要作用。

該研究為揭示納米材料進入水環境后賦存狀態與遺傳信息不穩定性之間的構-效關系提供了新的線索與思路；對于全面準確評估納米材料及其相關產品在生命周期中的環境健康風險，促進納米產業健康和可持續發展具有重要意義。

論文地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1001074219311970

來源：中科院網站