最近首都医科大学孙志伟教授课题组（卫生毒理学研究方向），又发了一篇毒理学顶级杂志Nanotoxicology，影响因子在7.913分左右。之前给大家分享过很多毒理方向的文章（高能！教你如何2年发8篇SCI !）。今天的这篇毒理学文章有种看外泌体研究的既视感，还是蛮有意思。外泌体是一种直径在30—150nm的囊泡，可以被细胞内化，作用于细胞；而文中研究的SiNPs是一类和外泌体大小相似的大气雾霾纳米颗粒，也可以内化进细胞发挥作用。
想象一下，最近北京刮起的不是雾霾颗粒，而是外泌体，感觉空气可能会清新些，哈哈哈.....（小编胡思乱想中）
客户 ：首都医科大学孙志伟课题组
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研究思路
流程：SiNPs的表征特点——SiNPs功能表型——SiNPs分子机制
1. SiNPs的表征（AFM + TEM + Zetasizer）
通过原子力显微镜（AFM）、透射电子显微镜（TEM）、Zetasizer (Malvern,Nano-ZS90, UK)等技术展示SiNPs的大小、形态、粒径、电位及分子量等表征。（和外泌体的鉴定一样，有没有？）
SiNPs的AFM表征图
SiNPs的TEM电镜图及Zetasizer粒径电位图
2. SiNPs的亚细胞定位及对细胞骨架的影响
通过透射电镜观察SiNPs在HUVECs中的细胞摄取和亚细胞定位，发现SiNP内化并诱导内皮细胞中线粒体和自噬体溶胀。LSM进一步分析发现SiNPs破坏组丝状肌动蛋白（F-actin）的结构。以上数据表明，SiNPs可诱导线粒体损伤，激活自噬并破坏内皮细胞中的细胞骨架结构。（这不就和外泌体的内化摄取研究一样一样的）
SiNPs处理后HUVECs的超微结构和细胞骨架结构
3. SiNPs对内皮细胞的促炎及促凝血反应（体外细胞水平）
SiNPs处理组的IL-6，IL-8，MCP-1，PECAM-1，TF和vWF水平显着高于对照组。 其中，MCP-1是对SiNPs暴露最敏感的细胞因子。以上结果表明，SiNPs以剂量依赖性方式触发促炎和促凝血反应，并且细胞因子在SiNP处理的内皮细胞中比促炎因子更敏感。（这不就是外泌体在细胞上的表型功能研究，有没有？）
SiNPs对HUVECs促炎细胞因子和促凝血因子的影响
4. SiNPs对斑马鱼胚胎的促炎和血管内皮损伤作用（体内斑马鱼水平）
为了评估体内炎症反应，在Tg（mpo：GFP）转基因斑马鱼的尾静脉中监测嗜中性粒细胞募集和趋化性，结果显示，在SiNPs处理斑马鱼24小时后，嗜中性粒细胞数量以剂量依赖性方式逐渐增加。与对照组相比，SiNPs处理的斑马鱼对血管内皮细胞的表达具有抑制作用，并且在高于SiNP的NOAEL的浓度下血管形态明显被破坏。以上数据表明当剂量高于NOAEL时，SiNPs诱导斑马鱼的炎症反应和血管内皮损伤。（外泌体在动物模型上的表型功能，有没有？）
SiNPs诱导的炎症反应和血管内皮细胞损伤
5. SiNPs对血流动力学和斑马鱼胚胎血栓形成中的作用（体内斑马鱼水平）
研究进一步评估了SiNPs对斑马鱼血液动力学和血栓形成的影响。在SiNPs暴露水平高于NOAEL时，血流量和血流速度显着降低。邻联茴香胺染色结果表明，红细胞在SiNPs处理的斑马鱼胚胎尾静脉中明显聚集。SiNPs处理组中血栓形成的发生率显着增加，在最高浓度时增加26.7％。以上研究结果表明，SiNPs可以诱导斑马鱼的血液高凝状态和血栓形成效应。（还是外泌体在动物模型上的表型功能，有没有？）
SiNPs引起的血流动力学变化和血栓形成
6. SiNPs对斑马鱼胚胎JAK / TF信号通路的影响（通路及基因分子机制研究）
通过高通量基因芯片（Zebrafish Gene 1.0 ST Array）在斑马鱼胚胎中检测JAK / TF信号通路中的基因表达，并通过qRT-PCR验证。在SiNPs处理后，调节炎症反应（il6st，jak1和stat3）和凝血级联（f3b，f2r，fga和fgb）的基因表达降低。 此外，炎症-凝血反应相关蛋白如GP130，JAK1，STAT3，TF，PAR1和纤维蛋白原的表达以剂量依赖性方式显着下调。以上数据编码表明SiNPs可通过JAK / TF信号通路在斑马鱼胚胎中诱导炎症-凝血反应和血栓形成效应。（外泌体作用的分子机制研究，有没有？）
SiNPs对JAK1 / TF信号通路的作用
il6st敲除后降低了SiNPs诱导jak1和f3b的表达水平
文章总结：
在这项研究中，探讨了SiNPs在内皮细胞和斑马鱼胚胎中的炎症-凝血反应和血栓形成效应。
对于体外研究，在超微结构分析中观察到肿胀的线粒体和自噬体。 SiNPs在血管内皮细胞中破坏了细胞骨架组织。
对于体内研究，基于两种转基因斑马鱼Tg（mpo：GFP）和Tg（fli-1：EGFP），SiNPs诱导嗜中性粒细胞介导的炎症和血管内皮损伤。当剂量高于NOAEL时，SiNPs显着降低血流量和速度，在斑马鱼胚胎中呈现血液高凝状态。
对于关键基因研究，采用微阵列分析来筛选斑马鱼中针对SiNPs的炎症-凝血反应的关键基因，并通过qRT-PCR和Western印迹实验进一步验证JAK1 / TF信号传导通路。同时原位杂交和qRT-PCR结果表明， jak1和f3b在il6st敲除组中表达水平降低。
总之，以上数据表明，SiNPs可以通过JAK1 / TF信号通路诱导炎症-凝血反应和血栓形成效应。
参考文献：Inflammation–coagulation response and thrombotic effects induced by silica nanoparticles in zebrafish embryos. Nanotoxicology. 2018.
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