蛋白质可降低由氧化石墨烯制成的药物递送材料的毒性

一项新的出版物发现了降低氧化石墨烯（GO）毒性的方法，这是一种由石墨衍生的超薄纳米材料片，为将其用作药物输送系统奠定了基础。

领导这项研究的Khuloud Al-Jamal教授说：“自2010年诺贝尔物理学奖以来，研究人员对石墨烯的潜在医疗应用感到非常兴奋。然而，对毒性的担忧仍然是一个持续的障碍。

在这项研究中，我们引入了化学方法使 GO 更加生物友好，并揭示了corona中的蛋白质与 GO 安全性之间的联系。最重要的是，我们发现计算机模拟方法可以准确预测小鼠的毒性，从而提供替代动物使用的方法。我为英国、香港、中国和美国之间的这种跨大陆团队合作感到自豪。

Khuloud Al-Jamal教授，药物递送和纳米医学教授，药物开发负责人

氧化石墨烯（GO）是一种由石墨衍生的超薄片。它类似于铅笔芯，但包含附着的氧原子，使其与水相容。其独特的物理和化学特性意味着它具有携带抗生素和抗癌药物等的高能力，以及靶向特定细胞的能力，使其成为一种潜在有效的药物输送系统。

当 GO 进入人体时，它会与血浆和脑脊液等生物体液中发现的蛋白质相互作用。这种相互作用导致在GO周围形成硬化的蛋白质涂层（也称为蛋白质电晕），从而影响纳米材料的行为和毒性。

因此，为了安全地利用这种药物递送系统，需要进行大量研究来改变 GO 表面或其递送方法，并减轻其在体内的毒性作用。

发表在ACS Nano上的一项新的多学科研究能够揭示导致日冕产生毒性的情况。利用这些知识，研究人员随后研究并确定了corona中的蛋白质，这些蛋白质成功地减轻了GO的毒性，为其作为药物输送系统的潜力创造了潜力，并为由纳米材料制成的注射剂和植入物奠定了基础。

Graphene Oxide Nanosheets Toxicity in Mice Is Dependent on Protein Corona Composition and Host Immunity

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c08561

测试了两种具有新化学修饰的 GO 片，以了解它们如何与corona蛋白结合，以及它们对更广泛身体的影响。小鼠模型的结果表明，具有低蛋白涂层的片材对肝脏和肺部造成更严重的损害，以及炎症和血液毒性分子标志物增加的迹象。这在具有正常功能免疫系统的小鼠模型中最为明显。

对研究结果的详细分析使研究人员能够确定将蛋白质包衣与其在小鼠中的毒性作用联系起来的一致模式。他们发现，corona数量的增加导致GO的毒性降低，进一步的分析确定了其中的关键蛋白质，这些蛋白质也可以减轻纳米材料的毒性。

这种多学科方法包括化学、二维材料、蛋白质组学、数学建模和动物研究，是 GO 作为药物递送系统和其他纳米材料的潜在实际应用向前迈出的重要一步。