本文根據立命館大學成果發佈編譯而成
奈米碳管（CNTs）是新一代奈米材料，有望用於電池、飛機及醫療等廣泛用途。但動物實驗顯示，CNTs與石綿一樣，進入活體內後會被巨噬細胞有效吸收，並因爲巨噬細胞的發炎反應而表現出毒性。2019年，國際化學品祕書處（ChemSec）判斷CNTs爲對人體有害的物質，將其列入需立即更換的物質清單（Substitute It Now：SIN），因此，CNTs未來能否繼續操作使用成爲全球範圍的一大爭論。僅由碳構成的CNTs爲何會被巨噬細胞吸收？長期以來都沒查清其毒性表達機制。
日本立命館大學藥學部的中山勝文教授、日本東北大學研究生院資訊科學研究科的木下賢吾教授和大森聰博士研究員等人組成的聯合研究團隊發現了識別奈米碳管（CNTs）的免疫接受者。小鼠實驗表明，巨噬細胞會經由名爲Tim4的免疫接受者擷取CNTs並吸收到細胞内，這種巨噬細胞發炎反應會引起間皮瘤樣病症。
<研究内容>
該研究透過進行巨噬細胞接受者篩檢，確定Tim4爲CNT接受者。然後透過電腦模擬發現，Tim4的細胞外區域的芳香族氨基酸簇與CNT的芳香環之間會形成穩定的π-π相輔作用，結合實驗顯示，Tim4的芳香族氨基酸簇是CNT的識別位點。
研究團隊利用CRISPR/Cas9系統使Tim4基因缺損，或者利用抗Tim4單源抗體抑制Tim4蛋白髮現，抑制了巨噬細胞對MWCNTs的吸收量。由此，抑制了這些巨噬細胞分泌的發炎性細胞介素IL-1β，最終減輕了間皮瘤樣病症。這些結果表明，巨噬細胞是透過Tim4識別MWCNTs的。另外還發現，Tim4並沒有參與巨噬細胞對石綿的識別。
該研究於全球首次確定了CNT接受者。Tim4是大阪大學的長田重一教授領導的研究團隊2007年發現的磷脂絲胺酸（PS）接受者，但此次的實驗表明，Tim4的PS識別位點與CNT識別位點不同。此次研究發現的CNT接受者與PS接受者、即識別凋亡細胞的接受者相同，因此免疫系統可能是將新一代奈米材料誤識別爲病原體，從而作出了過度反應。
該研究成果今後有望用來開發在因接觸CNTs而引起的肺病中抑制Tim4通路的冶癒方法，以及設計和開發不與Tim4結合的安全CNTs。
論文資訊
題目：Tim4 Recognizes Carbon Nanotubes and Mediates Phagocytosis Leading to Granuloma Formation
期刊：Cell Reports
DOI：doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108734
日語發佈資料
編譯：JST客觀日本編輯部
