近些年，纳米药物在肿瘤治疗中的研究进展表明其可能具有提高同时患有代谢性疾病的肿瘤患者存活率的作用，这使其成为肿瘤治疗中一种具有良好前景的方法。中科院生物物理所的研究人员为评价氧化石墨烯（graphene oxide, GO）是否具有抑制细胞代谢的作用进行了深入研究。
首先，为提高GO的水溶液稳定性和生物相容性，研究人员用聚乙二醇(polyethyleneglyco, PEG)修饰GO成PEG-GO。研究发现将PEG-GO加入乳腺癌癌细胞(MDA-MB-231,MDA-MB-436, and SK-BR-3)和正常细胞（MCF-10A）中发现，PEG-GO对上述细胞生存能力均无明显影响，但是，PEG-GO在抑制癌细胞迁移上显示了一定作用。通过分析PEG-GO对细胞能量代谢的影响发现PEG-GO能够显著抑制癌细胞线粒体氧化磷酸化，然而对正常细胞的氧化磷酸化却没有影响。为进一步研究该效应中的机制，研究人员采用了细胞培养中氨基酸稳定同位素标记技术(Stableisotope labeling with amino acids in cell culture，SILAC)对PEG-GO对癌细胞及非癌细胞的蛋白质表达影响进行量化分析。结果显示，PEG-GO能够选择性下调乳腺癌癌细胞PGC-1α的表达，从而对多种能力生成相关蛋白的表达进行调控，最终发挥抑制氧化磷酸化反应的作用。PEG-GO对氧化磷酸化的抑制明显降低了乳腺癌癌细胞ATP的生成以及纤维状肌动蛋白细胞骨架的组装，而二者是迁移性和侵袭性型肿瘤细胞。
综上所述，PEG-GO在肿瘤细胞代谢上发挥的作用或许为治疗转移性乳腺癌的提供了新途径。该研究相关成果发表在biomaterial杂志上。
Fig.7 PEG-GO对于MDA-MB-231肿瘤细胞迁移的体内影响。
PEG-GO40μg/ml（G40）和 80 μg/ml (G80) 预处理MDA-MB-231细胞24h后通过尾静脉注入裸鼠体内，未处理MDA-MB-231细胞作为对照组（Control）。38天后，取出肺组织，统计肺表面肿瘤结节数目（A）以及肺组织切片后利用TissueFAXS系统统计组织切片内肿瘤结节数目（B）。
统计结果显示80 μg/ml PEG-GO预处理后能够显著降低MDA-MB-231细胞肺转移能力。