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【目的】氧化石墨烯(GO)因其相对特异的物理化学特性,在许多生物医学领域具有潜在的应用前景。本研究致力于揭示GO暴露所致在体毒性及毒效应机理。【材料和方法】模式动物秀丽线虫已经成为环境评价以及毒理学研究领域毒物毒性评价的重要在体研究模型。利用秀丽线虫分析体系,系统解析了GO暴露可能导致的在体毒性及其毒效应机理。【结果】GO延长暴露或慢性暴露可以引起秀丽线虫初级(肠道)和次级靶器官(神经元和/或生殖器官)发育与功能上的毒害。秀丽线虫中GO毒性的形成可能归因于肠道屏障中氧化应激的产生、生物屏障渗透性提高和排泄行为受到抑制共同作用的结果。另外,慢性GO暴露导致病原菌微生物食物(OP50)在肠道中严重积累。肠道中积累的GO能够很很大程度上与OP50共定位在一起,从而诱导秀丽线虫免疫响应降低,而这种毒性效应可以通过饲喂UV处理的OP50或PEG表面修饰GO来恢复。在GO致毒的分子机制上,发现hsp-16.48、gas-1、sod-2、sod-3或aak-2基因突变可以引起更为严重的G0在体内积累和对靶器官的毒性效应,而isp-1或clk-1基因突变则会显著降低GO在体内积累和对靶器官的毒性效应。基于SOLiD二代测序技术,在GO暴露秀丽线虫体内进而鉴定出23个上调和8个下调的的miRNAs分子。利用可获得的miRNAs突变体证实了部分被鉴定参与调控GO毒性的miRNAs分子功能。研究数据进一步指出,GO暴露可能通过作用于系列miRNAs分子,进而影响胰岛素信号通路、TOR信号信号通路以及生殖腺信号通路并最终导致秀丽线虫动物寿命的缩短。【结论】基于秀丽线虫研究体系,揭示了GO暴露所导致的针对动物初级以及次级靶器官的诸方面在体毒性,并进而系统揭示了GO致毒的细胞与分子机制。