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近日，《天然·纳米手艺》（Nature Nanotechnology）正在线宣布化学与份子迷信学院黄卫华传授课题组正在单细胞电剖析畛域的最新钻研效果。

论文标题为“NanosensorDetection of Reactive Oxygen and Nitrogen Species Leakage in Frustrated Phagocytosis of Nanofibers”（纳米电极监测巨噬细胞丧气吞噬纳米纤维进程中ROS/RNS泄露）。武汉年夜学化学与份子迷信学院2020级博士钻研生齐昱婷为第一作者，黄卫华传授以及法国巴黎高师Christian Amatore传授为通信作者，武汉年夜学、法国巴黎高师以及天津年夜学为签名单元。

机体吸入环境暴露的高长径比惰性纳米纤维（石棉、玻璃纤维、碳纳米管等）后，肺泡巨噬细胞会敏锐辨认这些异物并试图将其吞噬。但是因为纤维状资料高长径比以及难于合成的特点，巨噬细胞难于对其疾速肃清，从而构成“丧气吞噬”模式。正在此进程中，巨噬细胞内的NADPH氧化酶（NOX）以及诱导型一氧化氮合酶（iNOS）会继续孕育发生活性氧以及活性氮（ROS/RNS）消化纤维。因为吞噬腔始终未关闭，年夜量孕育发生的ROS/RNS可能会从吞噬口泄露到胞外，对四周肺组织细胞造成伤害并诱发疾病。正在过来几十年里，钻研职员采纳ROS/RNS染色和活体试验对碳纳米管以及石棉等纳米纤维资料的钻研均支持这一假定。但是，因缺乏合适的传感器，ROS/RNS泄漏不断未能间接监测，且该进程中各种活性物资的化学组成及其时空静态变动特色依然未知。

针对丧气吞噬假说，黄卫华传授团队将铂黑纳米线电化学传感器（SiC@PtNWS）定位正在巨噬细胞吞噬口处，完成了对丧气吞噬玻璃纳米纤维的进程中4种次要ROS/RNS（ONOO–，H2O2，NO以及NO2–）泄漏通量的及时定量监测。后果标明，正在玻璃纤维吞噬各阶段，ROS/RNS开释存正在显著工夫差别。相较于细胞顶部，吞噬口处存正在年夜量ROS/RNS泄漏，且随吞噬进行继续添加直到吞噬口关闭泄露。NOX以及iNOS参加静态调控ROS/RNS的物资组成。相干数据定量展现了单个巨噬细胞丧气吞噬玻璃纳米纤维时ROS/RNS孕育发生的时空特色，从而描画出巨噬细胞应答惰性高长径纳米资料的静态免疫调理进程。体外共造就以及活体试验进一步标明，继续且年夜量的ROS/RNS泄露会招致外周细胞重大受损，终极转化为慢性炎症以及肺伤害。

综上，该工作采纳高灵活电化学纳米传感器，从定量丈量以及酶能源学角度证明了巨噬细胞丧气吞噬进程ROS/RNS的泄漏假说，试验后果构建了单细胞行为变动到肺组织伤害之间桥梁，关于深化了解高长径比纳米资料环境暴露招致的相干疾病具备首要意思。

该工作失去了国度天然迷信基金、天津年夜学傅平青团队以及武汉年夜学科研公共效劳前提平台的支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41565-023-01575-0

通信员：化苑 编纂：肖珊起源：武汉年夜学