臧一騰，張婷

環(huán)境醫(yī)學工程教育部重點實驗室，東南大學公共衛(wèi)生學院，南京 210009

納米材料主要包括金屬納米材料、無機納米材料、有機納米材料和新型納米材料等[1]。隨著納米技術的發(fā)展，納米材料在工程材料、醫(yī)學診斷、藥物靶向和藥物運輸?shù)阮I域發(fā)揮著重要作用。伴隨著納米材料的廣泛應用，在生產(chǎn)和使用過程中的納米材料不可避免地進入環(huán)境，成為潛在的環(huán)境污染物，并且通過直接和間接方式對周圍環(huán)境、人體健康和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響[2]，納米材料的安全性和健康效應也成為其使用的前提。進入機體的納米材料會引起機體內(nèi)的各種應激反應，已知多種納米材料被發(fā)現(xiàn)能夠誘導細胞自噬的發(fā)生。細胞自噬是細胞自身調(diào)節(jié)和維持穩(wěn)態(tài)的重要過程，參與細胞周期、細胞死亡、干細胞的自我更新、多功能誘導干細胞的建立以及抵御外來病原微生物等過程[3]。生理狀態(tài)下，自噬對于維持細胞內(nèi)平衡起到重要作用；當受到外來刺激，細胞迅速上調(diào)自噬水平，以此來維持細胞內(nèi)的營養(yǎng)和能量供給[4]，是一種防御和應激調(diào)控機制。納米材料如量子點、碳納米材料和納米稀土金屬氧化物等都能誘導細胞自噬，納米材料誘發(fā)促進癌細胞凋亡的自噬效應可用于癌癥的治療干預，稀土金屬氧化物納米顆粒誘導細胞自噬可以清除Tau蛋白的聚集，保護神經(jīng)元細胞，在治療神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮作用。然而，當納米材料誘發(fā)的自噬引起細胞內(nèi)應激水平的升高，引起自噬體的堆積，細胞功能障礙時，可誘發(fā)細胞凋亡和死亡，這與機體多種疾病的發(fā)生密切相關。

納米材料在生產(chǎn)生活中廣泛應用的前提是發(fā)揮其應用潛質(zhì)，并降低其毒性和環(huán)境暴露引起的健康風險。通過系統(tǒng)認識納米顆粒誘導的細胞自噬效應和相關機制，進而調(diào)節(jié)納米材料理化性質(zhì)、調(diào)控細胞自噬發(fā)生、降低毒性是材料科學家和醫(yī)學研究者共同關注的問題。本文通過綜述納米材料誘發(fā)細胞自噬的相關機制，分別闡述納米材料誘發(fā)自噬的細胞保護和細胞損傷作用，在此基礎上對納米材料誘導細胞自噬在納米毒理學研究上進行展望，為深入系統(tǒng)開展納米毒理學研究和納米材料健康風險評估提供依據(jù)。

1 納米材料誘發(fā)細胞自噬的機制研究(Mechanism of autophagy induced by nanomaterials)

細胞自噬的發(fā)生經(jīng)歷起始、延伸、成熟、自噬體與溶酶體融合和降解的過程[5]。在生理狀態(tài)下，細胞維持低水平的自噬，可被特定的細胞應激誘發(fā)。納米材料通過網(wǎng)格蛋白、小窩蛋白介導的內(nèi)吞作用、巨胞飲和吞噬等方式被細胞攝取，細胞將其識別為異物，從而觸發(fā)清除異物的自噬機制[6]。主要涉及細胞的氧化應激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激和溶酶體等細胞器損傷(圖1)。

圖1 納米材料誘導細胞自噬的過程注：ROS表示活性氧簇，LC3-Ⅱ表示微管相關蛋白Ⅱ輕鏈3，p62表示一種多功能泛素結(jié)合蛋白，CQ表示氯喹，3-MA表示3-甲基腺嘌呤。Fig. 1 The process of autophagy induced by nanomaterialsNote: ROS stands for reactive oxygen species; LC3-Ⅱ stands for microtubule-associated protein Ⅱ light chain 3; p62 stands for a multifunctional ubiquitinated protein; CQ stands for chloroquine; 3-MA stands for 3-methyladenine.

1.1 納米材料誘發(fā)的應激效應與細胞自噬之間的關系

納米材料與細胞表面受體的相互作用，激活細胞內(nèi)信號級聯(lián)，誘導細胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species, ROS)的產(chǎn)生，當其與抗氧化防御系統(tǒng)失衡時，觸發(fā)細胞的氧化應激效應[7]，這是誘導細胞自噬發(fā)生的重要原因之一[8-9]。納米材料引起細胞氧化應激引發(fā)細胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化，線粒體膜滲透性增強，線粒體膜電位(MMP)及三磷酸腺苷(ATP)下降，導致線粒體腫脹及細胞色素C從線粒體膜上釋放[7,10-11]，受損的線粒體通過激活細胞自噬清除功能失調(diào)的細胞器，維持細胞質(zhì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)。呂園園等[12]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)檸檬酸鈉包被的納米金顆粒處理A549細胞能夠改變其線粒體功能，如MMP降低、ATP含量減少以及解偶聯(lián)蛋白2(UCP2)表達降低，同時細胞抗氧化能力降低、ROS蓄積，并最終引起細胞產(chǎn)生自噬。抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine, NAC)能夠發(fā)揮抑制自噬的作用，逆轉(zhuǎn)上述線粒體及細胞功能的改變。

同時，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激(endoplasmic reticulum stress, ERS)也是引起細胞自噬的主要途徑之一[13]。納米材料進入細胞后誘導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)未折疊或錯誤折疊蛋白堆積，引發(fā)ERS。Park等[14]發(fā)現(xiàn)磁性氧化鐵納米粒子(M-FeNPs)作用于小鼠腹膜巨細胞(RAW264.7)，通過線粒體損傷和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激誘導自噬，細胞經(jīng)過自噬抑制劑巴弗洛霉素A1(bafilomycin A1)預處理后暴露于M-FeNPs 24 h，質(zhì)膜解體，細胞質(zhì)組分消失，凋亡細胞數(shù)量明顯增加。

1.2 納米材料誘發(fā)的溶酶體損傷與細胞自噬之間的關系

溶酶體是真核細胞中一種重要的膜性結(jié)構(gòu)細胞器，內(nèi)含有多種酸性水解酶，負責大分子物質(zhì)的降解，被譽為細胞的“消化系統(tǒng)”和“清道夫”。在細胞自噬過程中，自噬體與溶酶體融合形成自噬溶酶體是細胞自噬重要的過程。納米材料經(jīng)內(nèi)吞作用進入細胞后難以降解，常引起溶酶體損傷，細胞器功能紊亂。納米TiO2進入人滋養(yǎng)細胞(HTR)，主要分布在溶酶體中。溶酶體降解功能受損，導致部分納米TiO2泄漏到細胞質(zhì)中，吸附細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)，從而擾亂蛋白質(zhì)穩(wěn)定，引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激[7]和線粒體功能受損，誘發(fā)細胞以自噬的方式清除受損的線粒體。單壁碳納米管和氧化石墨烯聚集在巨噬細胞的溶酶體內(nèi)部，破壞溶酶體膜的完整性，抑制自噬底物的降解[15]；納米金顆?？芍氯苊阁w腫脹，溶酶體pH值升高，降低溶酶體蛋白酶類的降解能力，從而引起細胞內(nèi)自噬性底物的堆積，導致細胞發(fā)生細胞損傷性自噬[16]。

納米材料引起的溶酶體損傷可間接誘發(fā)細胞氧化應激效應。當細胞暴露于過多的活性氧，自噬功能受損，導致受損的細胞器(例如線粒體)積聚，從而誘導氧化應激、炎癥和DNA損傷。最后，這種自噬功能障礙可能導致細胞凋亡或自噬性細胞死亡，降低細胞活力[17]。Mittal等[18]研究發(fā)現(xiàn)，石墨碳納米纖維損傷人肺細胞溶酶體和細胞骨架，進而阻斷自噬流，引起自噬體積累，通過胞內(nèi)ROS的增加誘導細胞凋亡。

2 納米材料誘發(fā)的自噬效應對細胞的作用(The effect of autophagy induced by nanomaterials on cells)

納米材料的生物效應與材料組成密切相關。已有的研究表明，不同類型的納米材料，如金屬納米材料、非金屬氧化物、半導體量子點和有機納米材料，均可誘導細胞產(chǎn)生自噬效應。納米材料誘發(fā)的細胞自噬一方面可能對細胞產(chǎn)生保護作用，另一方面也可能對細胞產(chǎn)生損傷作用(圖2)。

2.1 納米材料誘導細胞自噬的保護作用

低水平的自噬是細胞對納米材料引起應激效應的防御機制，對細胞具有保護作用[19]。Huang等[20]的研究表明，氧化應激誘導DNA損傷并激活聚ADP-核糖聚合酶1(PARP-1)，PARP-1通過AMPK/mTOR通路誘導細胞自噬，且細胞自噬的發(fā)生可以提高細胞的存活率，當敲除自噬相關基因ATG5或ATG7，細胞死亡率明顯增加。Zhang等[21]對納米TiO2的研究表明，納米材料通過激活AMPK/mTOR信號通路誘導低水平的細胞自噬，減少TiO2引起的足細胞死亡。Luo等[19]比較ROS抑制劑NAC作用前后量子點705對于小鼠腎腺癌細胞系的作用，發(fā)現(xiàn)抑制ROS后，細胞自噬效應受到抑制，細胞死亡率明顯增加。

納米材料誘導的自噬可以清除損傷線粒體和ROS損傷的蛋白，減輕后續(xù)的級聯(lián)反應，抑制凋亡。Shi等[22]發(fā)現(xiàn)納米Fe3O4作用于人血細胞，降低Bcl-2表達而增加Beclin-1和ATG14，促進p62降解，誘導細胞自噬，并減少caspase-3和PARP的分裂而顯示出抗凋亡活性。Laha等[23]發(fā)現(xiàn)，納米CuO作用于人乳腺癌細胞(MCF7)，通過磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)信號通路誘導細胞自噬效應，自噬抑制劑3-MA的使用和ATG5 siRNA的使用都明顯增強納米CuO誘導的細胞凋亡。周偉[24]研究發(fā)現(xiàn)，納米P型四價釩氧化物(P-VO2)晶體作用于Hela細胞，誘導細胞自噬發(fā)生，進而引起胞漿蛋白血紅素氧化酶HO-1上調(diào)，降低了氧化應激水平從而保護細胞，且HO-1的分解產(chǎn)物及其自身是通過激活PI3K信號通路，減少壞死線粒體的聚集，進而減少凋亡[24-25]。

圖2 納米材料誘導細胞自噬的機制及其作用途徑注：AMP表示單磷酸腺苷，ATP表示三磷酸腺苷，AMPK表示AMP依賴的蛋白激酶，PI3K-1、PI3K-3表示磷酸肌醇3磷酸激酶-1、磷酸肌醇3磷酸激酶-3，Akt表示蛋白激酶B，MAPK表示絲裂原活化蛋白激酶，Erk表示細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶，△Ψ表示線粒體跨膜電位，Bcl-2表示B淋巴細胞瘤-2基因，Atg14表示自噬相關蛋白14，mTOR表示哺乳動物雷帕霉素靶蛋白，Bax表示Bcl-2相關X蛋白，Cyt-c表示細胞色素c。Fig. 2 Mechanism of nanomaterial-induced autophagy and its pathwayNote: AMP stands for adenosine monophpspade; ATP stands for adenosine triphosphate; AMPK stands for adenosine monophpsphate-activated protein kinase; PI3K-1 and PI3K-3 stand for phosphoinositide 3-phosphate kinase-1 and phosphoinositide 3-phosphate kinase-3; Akt stands for protein kinase B; MAPK stands for mitogen-activated protein kinases; Erk stands for extracellular regulated protein kinases; △Ψ stands for mitochondrial transmembrane potential; Bcl-2 stands for B-cell lymphoma-2; Atg14 stands for autophagy related genes 14; mTOR stands for the mammalian target of rapamycin; Bax stands for Bcl-2 associated X protein; Cyt-c stands for cytochrome c.

納米材料引起的線粒體自噬對細胞本身起到保護作用。金屬氧化物納米ZnO作用于小鼠膠質(zhì)細胞(BV-2)，觀察到細胞內(nèi)線粒體自噬相關蛋白Parkin由胞漿向線粒體轉(zhuǎn)位，PINK1基因沉默的BV-2細胞經(jīng)納米ZnO處理后，其胞漿內(nèi)的Parkin蛋白未發(fā)生向線粒體轉(zhuǎn)位的現(xiàn)象，并且其細胞內(nèi)線粒體膜電位下降的幅度也大于正常的BV-2細胞[26]。

細胞自噬能夠抵御納米材料本身的損傷作用。Liu等[27]通過體內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，納米鉍顆粒誘導人類腎胚胎細胞的自噬受AMPK/mTOR通路調(diào)節(jié)，并可在體內(nèi)引起急性腎損傷，利用雷帕霉素誘導自噬，可觀察到肌酐和血尿素氮的升高，急性腎損傷減輕。

目前，納米材料誘導的保護性自噬效應是減少其引起細胞損傷的保護性作用，也被廣泛地用于一些疾病的治療中。Xue等[28]發(fā)現(xiàn)功能化的單壁碳納米管(SWNT)通過逆轉(zhuǎn)mTOR信號的異常激活和溶酶體蛋白水解的缺陷，恢復正常的自噬，從而促進了自噬基質(zhì)的消除。納米氧化石墨烯(GO)可以增加細胞自噬體和溶酶體的融合，保護神經(jīng)細胞抵抗朊蛋白(PrP(106-126))介導的凋亡[29]。GO通過激活自噬流抑制線粒體功能障礙，預防朊病毒介導的神經(jīng)毒性。Shen等[30]發(fā)現(xiàn)納米金顆粒誘導人臍靜脈內(nèi)皮細胞的自噬效應能夠抑制細胞增殖、遷移和成管，當其作用于氧誘導視網(wǎng)膜病變小鼠模型時，具有治療視網(wǎng)膜血管生成的潛力。

2.2 納米材料誘導細胞自噬的損傷作用

與上述細胞自噬引起的保護作用相反，當納米材料誘導的細胞自噬不能應對環(huán)境改變時會表現(xiàn)為損傷性的自噬。Duan等[31]的研究表明，硅納米顆粒破壞細胞骨架組織，通過抑制MEK1/2/Erk1/2/mTOR和PI3K/Akt/mTOR激活內(nèi)皮細胞和細胞自噬，引起線粒體損傷，減弱細胞粘附分子的表達，從而引起內(nèi)皮細胞穩(wěn)態(tài)的干擾，最終影響血管生成。

納米材料誘導的細胞自噬對于細胞損傷作用的主要表現(xiàn)形式是誘導細胞凋亡。錳納米晶體可被多巴胺能神經(jīng)元細胞攝取，進入胞質(zhì)中的納米錳通過上調(diào)轉(zhuǎn)鐵蛋白增加金屬的吸入，轉(zhuǎn)移蛋白受體可以通過由內(nèi)體/溶酶體系統(tǒng)釋放的自由金屬釋放出的依賴于錳納米晶體的ROS，引起B(yǎng)eclin-1和LC3蛋白增加，激活caspase介導的凋亡通路[32]。納米ZnO顆粒作用于人骨肉瘤細胞，增強自噬體與損傷溶酶體的功能，誘導細胞自噬，納米顆粒通過自噬促進鋅離子的釋放，損傷線粒體，導致ROS觸發(fā)的細胞凋亡[33]。納米Fe2O3作用于鼠腎上腺噬鉻瘤細胞(PC12)，引起LC3-Ⅱ表達增加和p62表達降低，誘導細胞發(fā)生凋亡。無機非金屬材料納米SiO2作用于肝癌細胞(HepG2)也表現(xiàn)出相同的細胞自噬水平增加進而引起細胞凋亡的發(fā)生[34]。

納米材料誘導的細胞自噬還可直接引起細胞死亡。Chiu等[35]報道Akt/mTOR和AMPK信號通路參與調(diào)控聚苯乙烯納米材料誘發(fā)的RAW 264.7和人支氣管上皮細胞(BEAS-2B)自噬性細胞死亡。Lee等[36]報道納米硅顆粒作用于人內(nèi)皮細胞，通過PI3K/AKT/eNOS信號通路誘導自噬，引起壞死細胞死亡。Chen等[37]發(fā)現(xiàn)納米Nd2O3引起人非小細胞肺癌細胞(NCI-H460)自噬，并伴有S期細胞周期阻滯，線粒體膜電位輕度破壞，蛋白酶體活性抑制，并且觀察到經(jīng)納米Nd2O3處理的NCI-H460細胞中含有大量自噬小體，提示自噬的發(fā)生，同時未觀察到染色質(zhì)凝集或核碎裂，這證實了沒有凋亡細胞。Fan等[38]研究發(fā)現(xiàn)，CdTe/CdS 655量子點作用于人肝正常細胞(HL-7702)、人胚腎細胞(HEK-293)、HepG2細胞和人淋巴瘤細胞(Raji)均可觀察到LC3-Ⅱ增加、p62減少，并引起細胞死亡，采用3-MA或siRNA靶向ATG5進行自噬敲除，抑制自噬效應使細胞存活率明顯提高，即自噬起到了協(xié)同死亡的作用。

部分納米材料誘導的自噬效應不直接引起細胞死亡，但能夠使得細胞對于外界的環(huán)境更加敏感。Chakraborty等[39]發(fā)現(xiàn)納米TiO2引起人支氣管上皮細胞(16HBE)早期自噬發(fā)生，上調(diào)NGF/TrkA軸，增強16HBE細胞中呼吸道合胞病毒(RSV)的感染性。抑制PI3K/Beclin-1活性導致呼吸道RSV在支氣管細胞中復制的顯著降低。此外，多項研究表明，納米材料可作為放射增敏劑，加重癌細胞的損傷。乳腺癌細胞(MCF-7)用表面覆蓋有抗癌藥物的納米二氧化鈰粒子(NGA-CNPs)孵育24 h之后進行輻射治療，較NGA單獨輻射處理，MCF-7細胞自噬水平和細胞死亡率均有顯著增加[40]。硒納米顆粒也被報道能夠增強MCF-7細胞的自噬水平，提高放射敏感性[41]。納米銀粒子可以作為治療缺氧性神經(jīng)膠質(zhì)瘤的放射增敏劑，其潛在機制是增強破壞性自噬，促進細胞凋亡[42]。

隨著納米材料環(huán)境暴露的增加，其誘導的自噬性損傷與多種疾病的發(fā)生相關。Colasanti等[43]發(fā)現(xiàn)經(jīng)二氯甲烷萃取后的柴油廢氣顆粒(DEPs)在正常人支氣管上皮細胞(NHBE)中刺激促炎細胞因子IL-18的釋放，導致局部抗原呈遞細胞(APC)自噬，并且隨之發(fā)生瓜氨酸化，引起自身免疫性風濕性疾病。Jeon和Lee[44]研究發(fā)現(xiàn)，PM0.1作用于人多巴胺能神經(jīng)元細胞(SH-SY5Y)產(chǎn)生的ROS引發(fā)自噬，并最終導致細胞損傷，且在PM0.1的作用下，阿爾茨海默病相關蛋白磷酸丙糖異構(gòu)酶(TPI)被下調(diào)，SH-SY5Y細胞呈現(xiàn)出神經(jīng)退行性疾病的早期表現(xiàn)，這提示自噬性損傷可能是顆粒物暴露引起神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性疾病的機制之一。

3 納米材料誘導的自噬效應的影響因素(Influencing factors of autophagy induced by nanomaterials)

納米材料誘導的細胞自噬水平與細胞對材料的攝取正相關[45]，受材料理化性質(zhì)及作用的細胞類型等多種因素的影響。納米材料的尺寸、形狀、分散性和表面修飾等均對誘導細胞自噬水平產(chǎn)生影響。

納米材料誘發(fā)的細胞自噬體的累積[46]與溶酶體的抑制程度[46-47]具有尺寸依賴性，Li等[48]發(fā)現(xiàn)納米級(40 nm、60 nm)SiO2可誘導BEAS-2B細胞線粒體損傷，通過PI3K/Akt/mTOR途徑誘導自噬，細胞LC3和SQSTM1/p62的表達以尺寸和劑量依賴性方式上調(diào)，而微尺度SiO2顆粒(200 nm)具有抑制作用。Ma等[46]研究發(fā)現(xiàn)，金納米顆粒誘導人血管內(nèi)皮細胞自噬，在粒徑為10 nm、25 nm和50 nm的納米金顆粒作用下，自噬體的累積程度依次增加，細胞LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值從0.78增加到1.02和1.12。納米材料的分散性也可影響細胞自噬的水平，黃登通[45]研究發(fā)現(xiàn)，聚集的納米氧化鐵由于沉降，粘附于細胞表面，引起細胞內(nèi)GFP-LC3熒光斑點的大量增加，而經(jīng)移液器吹打均勻、分散良好的氧化鐵所引起的自噬效應則不明顯。同時，材料的形狀也對自噬的水平產(chǎn)生影響，Wang等[49]用相同的表面修飾，比較不同的金納米結(jié)構(gòu)——納米棒、納米碳棒和球狀納米材料的細胞吸收，發(fā)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)的分支態(tài)更易進入細胞。Yang等[50]研究羥基磷灰石雜化納米材料誘導大鼠間充質(zhì)干細胞(rMSCs)自噬釋放Ca2+增強成骨的作用，與針形、片形納米顆粒相比，球形顆粒誘導細胞表現(xiàn)出更強的骨形成能力。

由于表面配體受體作用的不同，納米材料的生物相容性[51]受到影響，引起類型不同的自噬以及結(jié)局不同的毒性效應。Wu等[52]改變多壁碳納米管(MWCNTs)表面配體，發(fā)現(xiàn)MWCNT-COOH、MWCNT 41均引起自噬相關標志物LC3的改變，MWCNT-COOH降低了IGF-1的表達，增加了對細胞的免疫干擾，誘導mTOR依賴的自噬。MWCNT 41處理并沒有減少mTOR和p70S6K的磷酸化，但降低了IFNA2的表達。Li等[53]的研究表明，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)包被的金納米顆粒能通過AKT-mTOR通路誘導人肺腺癌細胞(A549)自噬，引起LC3-Ⅱ的轉(zhuǎn)變和p62的降解，最終導致細胞死亡，但聚苯乙烯磺酸鹽(PSS)和聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDAC)包被的金納米顆粒幾乎不能引起自噬。納米金材料作用于人腎近端小管細胞(HK-2)能夠誘導自噬和細胞存活，而暴露在同一條件下的缺氧HK-2產(chǎn)生過量ROS，線粒體膜電位損失，最終引起細胞凋亡和自噬性死亡[54]。由此可見，探究納米材料的自噬效應時，其理化性質(zhì)、分散狀態(tài)及其作用環(huán)境等都是需要考慮的影響因素。

4 納米材料誘導細胞自噬在納米醫(yī)學和納米材料風險評估上的應用及展望(Application and prospect of autophagy induced by nanomaterials in nanomedicine and risk assessment of nanomaterials)

細胞自噬是細胞內(nèi)重要的生理過程，納米材料在特定細胞中誘導的細胞自噬有助于疾病的治療，適量的自噬水平能夠增強細胞的新陳代謝，是細胞能量循環(huán)維持自穩(wěn)態(tài)的必要手段；而過度的細胞自噬會消耗細胞的自身架構(gòu)、并使細胞一直處于應激狀態(tài)，最終導致細胞的程序性死亡。正如文中所述，納米材料引發(fā)的自噬效應連同自噬本身都是一把“雙刃劍”。一方面，當納米材料以自發(fā)或以診療方式與正常細胞接觸時，通過調(diào)節(jié)納米材料理化性質(zhì)降低由于細胞自噬產(chǎn)生的對正常細胞的毒性效應，提高其生物相容性至關重要；另一方面，自噬可能是納米材料的一種毒性機制，環(huán)境中的納米材料誘發(fā)的細胞自噬對于特定細胞及機體的損傷作用應引起足夠的重視。因此，通過闡明不同納米材料誘導自噬過程的分子機制，控制和調(diào)節(jié)納米材料引起的自噬活化，并且在分子水平上調(diào)控自噬發(fā)生過程，讓細胞自噬在納米醫(yī)學中發(fā)揮疾病的治療作用并且降低納米材料本身的毒性，為納米材料誘發(fā)的自噬效應在納米醫(yī)學中的應用提供科學依據(jù)。更為重要的是，隨著新型納米材料的不斷涌現(xiàn)，對納米材料進行毒性評價和健康風險評估成為毒理學研究者們關注的問題之一。納米材料之間性質(zhì)的差異導致其毒性效應和發(fā)生過程中誘導細胞自噬的分子機制不盡相同，在全面認識細胞自噬在納米材料毒性評價中重要性的基礎上，是否以可以將細胞自噬作為毒作用的早期表現(xiàn)，以及如何通過系統(tǒng)研究闡述其材料理化性質(zhì)與自噬發(fā)生之間的規(guī)律，進行納米材料的毒性評價與預測可能是進行納米材料毒性研究中關鍵的問題之一，建立以細胞自噬為終點的納米材料構(gòu)效關系研究也可能成為納米材料健康風險評估的重要方面。