我校細胞生理學教育部重點實驗室曹濟民團隊青年教師王德平博士最新的研究成果題為《Silica nanomaterials induce organ injuries by Ca²⁺-ROS-initiated disruption of the endothelial barrier and triggering intravascular coagulation》（二氧化硅納米材料通過Ca²⁺- ROS觸發內皮屏障破壞并觸發血管內凝血誘導器官損傷）的科研論文發表在Top 1區期刊《Particle and Fibre Toxicology》（影響因子：7.546）。青年教師王昭君作為本文的共同第一作者，在研究中有重要貢獻。

（電鏡下二氧化硅納米顆粒SiNPs形態及內吞作用）

該研究首次報道了二氧化硅納米粒子（SiNPs）在分子、細胞和整體水平對內皮細胞的毒性作用及其損傷機制。該研究針對顆粒直徑為20 nm和100 nm的SiNPs可能造成的不同毒性作用，在體外培養的人臍靜脈內皮細胞（HUVECs）和成年雌性Balb/c小鼠中進行研究。

（SiNPs對HUVEC細胞連接完整性的影響）

在細胞實驗中，發現SiNP-20和SiNP-100均使HUVECs細胞活力降低，細胞膜受損，并以濃度依賴性的方式抑制HUVECs的遷移和管的形成。兩種SiNPs均可誘導顯著的鈣動員和活性氧（ROS）的產生，增加血管內皮(VE)-cadherin在酪氨酸731殘基位點（pY731-VEC）的磷酸化，降低VE-cadherin的表達，破壞VE-cadherin的連續性并誘導F-actin在HUVECs中的重新組裝。通過YM58483阻斷Ca²⁺釋放激活Ca²⁺(CRAC)通道或n -乙酰半胱氨酸(NAC)消除ROS，可逆轉對內皮細胞的損傷。

（本研究提出導致SiNPs誘導內皮屏障損傷的信號通路示意圖）

在體實驗中，靜脈注射SiNP-20和SiNP-100均以劑量、顆粒大小和暴露時間依賴的方式誘導Balb/c小鼠多器官的損傷。在SiNPs暴露后，可引起小鼠的多器官損傷，包括內皮損傷、血管內凝血和繼發性炎癥。在體內多器官組織中，SiNPs降低了VE-cadherin的表達，改變了VE-cadherin的空間分布。

由此說明SiNPs暴露導致的損傷可能是由上游Ca²⁺-ROS信號通路和下游VE-cadherin磷酸化破壞以及F-actin重構所引起。基于本研究的發現將有助于更好地理解SiNPs的生物毒性，并開發相關的轉化途徑。

（圖文/王昭君）