研究发现蛋白质降低了氧化石墨烯用于药物递送的毒性

一项新的研究发现了降低氧化石墨烯（GO）毒性的方法，氧化石墨烯是一种由石墨衍生的超薄纳米材料，为将其用作药物输送系统奠定了基础

领导这项研究的Khuloud Al-Jamal教授说：“自2010年诺贝尔物理学奖授予纳米材料实验以来，研究人员对石墨烯的潜在医学应用感到非常兴奋。然而，对毒性的担忧仍然是一个持续的障碍。“

”在这项研究中，我们引入了化学方法，使GO更具生物友好性，并揭示了冠中蛋白质与GO安全性之间的联系。最重要的是，我们表明，计算机模拟方法可以准确地预测小鼠的毒性，从而提供替代动物使用的方法。我为英国、香港、中国和美国之间的跨大陆团队合作感到骄傲，”药物输送与纳米医学教授兼药物开发负责人Al-Jamal教授说是一种由石墨制成的超薄片材。它类似于铅笔芯，但含有附着的氧原子，使其与水相容。其独特的物理和化学性质意味着它具有携带抗生素和抗癌药物等的高能力，以及靶向特定细胞的能力，使其成为一种潜在的有效药物输送系统

因此，为了安全地利用这种药物输送系统，需要进行大量研究来改变GO表面或其输送方式，并减轻其在体内的毒性作用

发表在ACS Nano上的一项新的多学科研究能够揭示导致电晕驱动毒性的情况。利用这些知识，研究人员随后调查并鉴定了电晕中成功减轻GO毒性的蛋白质，为其作为药物输送系统的使用创造了潜力，并为纳米材料制成的注射剂和植入物奠定了基础

测试了两种具有新化学修饰的GO片，以了解它们如何与冠蛋白结合，以及它们对更广泛身体的影响。小鼠模型的结果表明，低蛋白涂层的薄片对肝脏和肺部造成了更严重的损伤，并出现了炎症和血液毒性分子标志物增加的迹象。这在具有正常功能免疫系统的小鼠模型中最为明显

对研究结果的详细分析使研究人员能够确定将蛋白质涂层与其在小鼠体内的毒性作用联系起来的一致模式。他们发现，电晕数量的增加导致GO的毒性降低，进一步的分析确定了其中的关键蛋白质，这些蛋白质也可以减轻纳米材料的毒性

这种多学科方法，包括化学、二维材料、蛋白质组学、数学建模和动物研究，是GO作为药物递送系统和其他纳米材料潜在实际应用的重要一步 More information: Yue-ting Li et al, Graphene Oxide Nanosheets Toxicity in Mice Is Dependent on Protein Corona Composition and Host Immunity, ACS Nano (2024). DOI: 10.1021/acsnano.4c08561

Journal information: ACS Nano