巨噬细胞存在于血液、淋巴和所有组织类型中，是人体应对病原体感染和外源性物质的第一道防线。巨噬细胞扮演了多种角色，有很多武器。例如它有像八爪鱼一样的触角，可以四面八方延伸搜索，一旦探测到目标后，便拿出“小吃货”的精神：巨噬细胞不仅会大量摄取有益的抗原或蛋白，而且也会识别并吞噬即将释放毒素的凋亡、坏死或者功能丧失的细胞。
虽然机体内巨噬细胞的具体角色有所差别，但都具有一种动态平衡，如果这种平衡因异物持续刺激造成慢性损伤而破坏，疾病就会出现。因此，巨噬细胞是材料、药物递送、疫苗、组织工程中最常用的效用安全评价细胞，可以反映要输送的活性物质能否成功靶向，新材料是否会对机体造成损伤。
二维平面材料凭借独特的理化性质成为材料家族中光芒四射的新星。例如，石墨烯是由单层碳原子所构成的具有蜂窝状结构的二维材料，看上去近似一张平面。近期，中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室马光辉课题组使用巨噬细胞，揭示了这种新型二维材料一系列全新而独特的生物学效应。该团队前期的研究表明，细胞与氧化石墨烯（GO）的相互作用完全不同于传统球形颗粒。
与球型颗粒比较，GO的曲率很小导致跨越细胞膜时遭遇很大阻力，巨噬细胞需要借助细胞触角的拉力以及受体-配体结合的双重作用才能将这种平面粒子内化。该团队最新发表于Nature Communications的研究表明，如果将纳米级GO修饰一层聚乙二醇（PEG），这相当于给GO披上一个隐形马甲，使其更加排斥并远离细胞，从而无法被内化。
但是想逃离细胞也不容易，披上马甲的二维粒子（PEG-nGO）不断做激烈的挣扎，增加了细胞膜流动，促进巨噬细胞迁移。更为神奇的是，这种处于细胞外面的二维粒子竟然诱导细胞表达大量炎症相关因子。那么二维粒子如何在细胞外隔空喊话？它与细胞表面作用的信号是怎样被传导至胞内的呢？该团队通过与哥伦比亚大学周如鸿课题组的合作发现，PEG-nGO在不断挣扎时会以水平摩擦和嵌插入膜这两种方式不断刺激细胞。
细胞膜上有成百上千种蛋白可能参与这个过程，但其中有一个最为关键的“通讯员”：整合素αvβ8。正是在这个蛋白的作用下，外界摩擦等力学信号被翻译并传导至胞内，首先递交给主要的接头分子（黏着斑蛋白FAK）。接下来，接头分子通过磷酸化等方式将信号以迅雷不及掩耳之势层层传递下去，直至点燃细胞内基因转录的导火索(NF-Kβ和Fos等)，启动一系列炎症相关因子的表达和释放，最终活化巨噬细胞。
这是非常有意义的发现。以往的研究通常用PEG对递送载体或药物进行伪装，避免被巨噬细胞劫持，延长药物在体内的半衰期，并未发现或者极少跟踪巨噬细胞的后续应激反应。但该研究提示，针对二维粒子，即使巨噬细胞不吞噬，变化也已经悄然发生。该工作不仅发现了活化巨噬细胞的全新机制，也再次提示二维纳米材料特殊的维度可能引发截然不同的纳米-生物界面效应，在进行生物医学应用时需格外关注。