由于纳米材料具有良好且稳定的理化性质，目前已被广泛 应用 于工业生产 、生物医疗 以及生活中的方方面面。流行病学研究表明，纳米材料 的使用 会 危害人体健康 ，特别是对婴幼儿健康造成影响 。一般认为，纳米材料能通过呼吸道、消化道以及皮肤暴露的形式进入人体 组织，在细胞内造成 自由基 升高以及炎症因子的 异常 表达。同时，许多纳米材料还被证实能 透 过胎盘屏障进入胚胎，对胚胎发育造成影响。因此，从发育角度衡量纳米材料的毒性，将有助于更好 地 对纳米材料生物安全性 进行 评估。 干细胞毒理学的出现， 可在体外水平 帮助我们探究纳米材料的发育毒性 。此研究中我们的研究对象为超细碳纳米颗粒，目前 被 广泛应用于橡胶、印染等各个行业。为了全面而详细 地 评价其毒性，我们采用了 胚胎干细胞毒理学模型对其进行毒性探究。
      首先, 我们利用 多种手段如 电镜 等对超细碳颗粒物进行 了 表征。实验结果表明，超细碳颗粒 粒径 大小约为 50 nm，能在 培养基 中均匀 分散 。 急性毒性实验数据表明， 超细碳颗粒 72 h给药处理 不会造成 胚胎干细胞 细胞 活力降低 ，但却能特异性下调其多能性基因 SOX2的表达。此外，通过高光谱技术对暴露的碳颗粒进行定位， 我们还 发现碳颗粒倾向于分布 在 细胞与细胞之间。
      其次, 通过诱导 胚胎干细胞分化为拟胚体，我们 探究 了超细碳颗粒物暴露 对早期胚胎发育三胚层的影响 。 通过冰冻切片 图片 发现 ，在 拟胚体 形成过程中超细碳颗粒物能主动蓄积在 拟胚 体内；虽然此蓄积效应对神经外胚层、中胚层以及内胚层标志基因表达无显著影响，但是却能促进非神经外胚层基因的 过量 表达。此结果提示我们，超细碳颗粒物可能会影响非神经外胚层 相关 细胞，特别是表皮中角质形成细胞的 发育 过程。
      为了进一步探究超细碳颗粒暴露对非神经外胚层的潜在危害，我们定向将胚
胎干细胞分化为角质形成细胞并暴露在超细碳颗粒物中，重点关注了超细碳颗粒
物对表皮发育过程的影响 。 研究结果表明 1 μg/mL至 10 μg/mL超细碳颗粒物
给药处理 会 干扰角质形成细胞分化过程，具体表现在促进角质形成细胞早期标志
基因 KRT8、 KRT18和 ΔNP63的 异常 表达 同时 抑制角质形成细胞成熟基因 KRT14、KRT5、 KRT16和 COL7A1的表达。同时，此过程还伴随着牛皮癣相关基因 S100A7和 S100A9上调，以及炎症相关因子的高表达。因 此，我们认为，超细颗粒物会影响表皮发育过程，增加表皮炎症疾病的发病率。
      综上所述，本研究通过胚胎干细胞毒理学模型，证明了环境相关浓度的超细
碳颗粒物暴露对人体健康 存在 潜在危害，具体表现在影响胚胎干细胞的自我更新，干扰角质形成细胞分化并伴随炎症反应的产生。 该结果对于评价超细碳颗粒物毒性效应，理解纳米材料潜在发育毒性具有十分重要的意义。