日前，中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所物理生物學(xué)研究室報道了大氣細(xì)顆粒物（Fine particulate matter）誘導(dǎo)生物體自噬和溶酶體相關(guān)功能紊亂的全新的毒理學(xué)機(jī)制，并對顆粒物在細(xì)胞/動物水平的呼吸毒性進(jìn)行了深入的研究和解讀。該成果的研究論文以Autophagy and lysosomal dysfunction: A new insight into mechanismof synergistic pulmonary toxicity of carbon black-metal ionsco-exposure為題在國際期刊Carbon（2017, 111, 322-333）正式發(fā)表。

PM2.5等細(xì)顆粒物因小尺寸和大比表面積，容易吸附空氣中多種其它污染物，導(dǎo)致和PM10等粗顆粒物完全不一樣的毒理學(xué)效應(yīng)。開展PM2.5等細(xì)顆粒的毒性機(jī)制研究具有十分重要的意義。物理生物學(xué)研究室研究員諸穎和研究生孔華庭創(chuàng)新性地使用碳黑顆粒和金屬離子作為PM2.5呼吸毒性研究的模式材料，在細(xì)胞和動物水平揭示了碳黑-金屬復(fù)合物顆粒誘導(dǎo)自噬和溶酶體功能紊亂的生物學(xué)機(jī)制，建立了對大氣細(xì)顆粒物毒理及健康危害機(jī)制的全新認(rèn)識。

該課題組與上海光源BL08U1A線站緊密合作，利用線站的同步X射線雙能吸收襯度成像技術(shù)首次觀察到碳黑顆粒能吸附并載帶大量金屬離子進(jìn)入巨噬細(xì)胞，從而破壞了細(xì)胞內(nèi)部的自噬平衡，導(dǎo)致了顯著的毒性效應(yīng)。同時，該課題組利用上海光源BL15U1線站的同步X射線熒光顯微成像技術(shù)，觀察到碳黑-金屬相互作用導(dǎo)致大量金屬進(jìn)入肺組織，破壞了肺組織內(nèi)某些重要生命元素的平衡，并造成肺組織的自噬和溶酶體相關(guān)功能的紊亂，導(dǎo)致了顯著的呼吸毒性。上海光源先進(jìn)的X射線顯微成像技術(shù)，在細(xì)胞水平以30-50nm的高分辨率對碳黑顆粒復(fù)合物的形成及其和細(xì)胞相互作用的過程進(jìn)行了可視化的研究，在動物水平以微米級的分辨率對該復(fù)合物造成肺組織內(nèi)金屬及重要生命元素分布的變化進(jìn)行了深入研究，為揭示其毒性機(jī)制提供了關(guān)鍵證據(jù)。