科技日报记者 吴长锋

记者从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院技术生物所许安研究员课题组以人鼠杂交瘤细胞为研究模型，在典型纳米金属氧化物水体老化过程中赋存状态影响其遗传毒性的机制研究方面取得进展。相关成果日前分别发表在《毒理科学》和《环境科学杂志》上。

纳米氧化锌（ZnO NPs）和纳米二氧化钛（TiO2 NPs）是最早实现商业化生产、产量最高、需求量最大、应用最广的两种金属氧化物纳米材料。然而，正是因为纳米氧化锌和纳米二氧化钛的生产和使用范围较为广泛，导致其在环境中的释放逐渐上升，并不可避免地受到环境介质的影响，进而发生理化性质与赋存状态的改变，从而对人类健康以及生态环境产生潜在危害。

许安课题组经研究发现，可溶性金属氧化物纳米材料纳米氧化锌在水环境老化过程中，能够诱导哺乳动物细胞的细胞毒性减弱但遗传毒性增强；进一步研究表明，原始态纳米氧化锌通过诱导线粒体超微结构损伤以及线粒体膜电位改变，从而诱导线粒体介导的细胞凋亡水平升高；而老化态纳米氧化锌通过诱导AL细胞胞内ROS水平升高，从而激活内质网应激信号通路，进而导致DNA双链断裂以及基因突变的发生。

不同于可溶性的金属氧化物纳米氧化锌，非可溶性的金属氧化物纳米氧化钛在老化过程中未发生显著的毒性效应变化，但其能干粒径依赖性诱导哺乳动物细胞产生毒性效应，即粒径越小其诱导的细胞毒性越大，而遗传毒性越小，且线粒体在纳米二氧化钛诱导的剂量依赖性的毒性效应中起着不可缺少的重要作用。

该研究成果为揭示纳米材料进入水环境后赋存状态与遗传信息不稳定性之间的构-效关系提供了新的线索与思路，对于全面准确评估纳米材料及其相关产品在生命周期中的环境健康风险，促进纳米产业健康和可持续发展具有重要意义。