7月18日,中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院營養(yǎng)科學(xué)研究所宋海云組與中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所樊春海組合作的研究論文Silica Nanoparticles Target a Wnt Signal Transducer for Degradation and Impair Embryonic Development in Zebrafish 在線發(fā)表于Theranostics。該研究發(fā)現(xiàn)二氧化硅納米粒子(SiO2NPs)在不產(chǎn)生細胞毒性的劑量范圍內(nèi),會誘導(dǎo)Wnt通路的信號傳遞分子Dvl的降解,干涉Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和靶基因表達,從而影響Wnt信號通路介導(dǎo)的重要生理和病理過程。
納米材料的優(yōu)良特性及新奇功能使其在醫(yī)藥、食品和化妝品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。同時,納米材料的生物學(xué)效應(yīng)和生物安全性需要全面的評價。SiO2NPs具有較好的生物相容性,因而被廣泛地用作生物載體。另外,由于二氧化硅是常見的食品添加劑,納米級別的二氧化硅是否可以用于食品工業(yè),目前備受關(guān)注。
在這項工作中,宋海云組研究人員發(fā)現(xiàn)動力學(xué)粒徑100 nm的SiO2NPs進入細胞后雖不產(chǎn)生細胞毒性,但會干擾Wnt信號的傳遞,進而影響脂肪細胞分化、癌細胞遷移和斑馬魚胚胎發(fā)育等生物學(xué)過程。研究表明SiO2NPs是以一種類似信號調(diào)控因子的方式影響Wnt信號通路:細胞對SiO2NPs的內(nèi)吞能引發(fā)Wnt通路的信號傳遞分子Dvl進入溶酶體并降解,而Wnt通路中其它信號傳遞分子并不受影響。該工作首次確立了納米材料與Wnt信號通路的分子聯(lián)系,表明納米材料不僅可以作為“惰性”的載體,還可以主動地參與對細胞功能的調(diào)控。
該研究得到國家自然科學(xué)基金委、中科院和上海市科委的資助。
二氧化硅納米粒子干涉Wnt信號通路的分子機制
