氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)作为一种新型纳米材料在许多领域有广泛的应用。同时伴随GO而来的其安全性以及环境暴露可能产生的毒副作用与潜在毒作用机制也逐渐引起人们的关注。胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)信号通路作为丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPKs)信号通路重要的一部分,其在调控工程纳米材料的响应机制还不是很清楚。在本研究中,我们借助秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)的在体毒性评价体系,以寿命和活性氧含量(reactive oxygen species,ROS)作为评价终点,对ERK信号通路在响应GO暴露过程中潜在的分子机制进行研究。当用浓度大于10 mg/L的GO暴露秀丽线虫之后发现ERK信号通路中的MEK-2/MEK和MPK-1/ERK在转录水平上明显上调。同时进一步对mek-2和mpk-1突变体进行表型的鉴定发现,mek-2和mpk-1的突变体相较野生型秀丽线虫N2更加易感。通过对MEK-2和MPK-1进行组织特异性分析,发现MEK-2和MPK-1在神经元发挥调节GO的毒性的作用,并且对MEK-2和MPK-1在神经元过表达之后发现其对GO的毒性相较于野生型N2表现为抗性。通过对mpk-l下游在神经元里表达的靶基因的筛选,发现SKN-1b/Nrf位于MPK-1的下游,GTP酶的鸟嘌呤交换因子AEX-3进一步位于SKN-1b的下游。由此,鉴定出一条调控GO毒性的神经级联信号通路MEK-2-MPK-1-SKN-1b-AEX-3。进一步研究发现鉴定到的神经元ERK信号通路与实验室之前鉴定的参与GO毒性调节的肠道的p38 MAPK信号通路是位于平行的信号通路协同调控GO所致秀丽线虫的毒效应。我们的研究阐明了神经元ERK信号通路在响应纳米材料暴露过程中起到了至关重要的调控作用。在研究ERK信号调控对环境纳米工程材料的应答作用领域,本实验数据将提供重要依据。同时对ERK信号通路所作探究在特定纳米工程材料毒性消减的研究和为后续化学修饰和纳米工程材料引起毒性的药物防治提供了宝贵而有效的分子靶点。