作者:樊春海等 来源:《科学报告》 发布时间:2012-8-24 16:10:38
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金纳米粒子对果蝇代谢信号通路有调控作用

 
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,中国科学院上海应用物理研究所物理生物学实验室樊春海、黄庆研究员和中国科学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《科学报告》(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、国家自然基金委和中国科学院的支持。(来源:中科院上海应用物理研究所)
 
 
 
 
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