研究人员研究了氧化石墨烯对肠道微生物组和免疫系统的影响

来自瑞典卡罗林斯卡研究所和西班牙加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所（ICN2）的研究人员发现，口服氧化石墨烯（GO）会调节成年斑马鱼肠道微生物组的组成，并可以影响微生物组和免疫系统之间的串扰。

“这表明我们必须将肠道微生物组纳入我们对纳米材料如何影响免疫系统的理解中，”该论文的通讯作者，卡罗林斯卡学院环境医学研究所教授Bengt Fadeel说。“我们的研究结果对于识别纳米材料的潜在不利影响以及减轻或预防新材料中的这种影响非常重要。

在这项研究中，研究人员通过水将成年斑马鱼暴露于氧化石墨烯中，并分析了它如何影响微生物组的组成。他们使用正常鱼和肠道细胞中缺乏称为芳烃受体的受体分子的鱼，通常缩写为AhR，是各种内源性和细菌代谢物的受体。

“我们能够证明，当我们让鱼接触氧化石墨烯时，肠道微生物组的组成发生了变化，即使是低剂量，并且AhR也会影响肠道微生物组，”该研究的第一作者，卡罗林斯卡学院环境医学研究所博士后研究员郭涛彭说。

研究人员还产生了完全缺乏天然肠道微生物组的斑马鱼幼虫，这使得研究单个微生物组成分的影响成为可能，在这种情况下，丁酸（一种脂肪酸）是由某些类型的肠道细菌分泌的。已知丁酸能够与AhR结合。

这样做，研究人员发现氧化石墨烯和丁酸的组合在鱼中产生了所谓的2型免疫力。结果证明，这种效果取决于AhR在肠细胞中的表达。

“这种类型的免疫通常被视为对寄生虫感染的反应。我们的解释是，肠道免疫反应可以以类似于处理寄生虫的方式处理氧化石墨烯，“彭国涛说。

使用一种先进的方法来绘制免疫细胞，研究人员还能够证明在斑马鱼幼虫中发现了一种称为先天淋巴细胞的免疫系统成分。

“这表明斑马鱼是研究免疫系统的良好模型，包括原始或先天免疫系统，”Bengt Fadeel说。