《表面修饰的金纳米颗粒的吸收效率与在体外人树突状细胞的功能改变和细胞因子分泌的影响没有相关性》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: chenfang
  • 发布时间:2015-04-10
  • Uptake efficiency of surface modified gold nanoparticles does not correlate with functional changes and cytokine secretion in human dendritic cells in vitro

    Engineering nanoparticles (NPs) for immune modulation require a thorough understanding of their interaction(s) with cells. Gold NPs (AuNPs) were coated with polyethylene glycol (PEG), polyvinyl alcohol (PVA) or a mixture of both with either positive or negative surface charge to investigate uptake and cell response in monocyte-derived dendritic cells (MDDCs). Inductively coupled plasma optical emission spectrometry and transmission electron microscopy were used to confirm the presence of Au inside MDDCs. Cell viability, (pro-)inflammatory responses, MDDC phenotype, activation markers, antigen uptake and processing were analyzed. Cell death was only observed for PVA-NH2 AuNPs at the highest concentration. MDDCs internalize AuNPs, however, surface modification influenced uptake. Though limited uptake was observed for PEG-COOH AuNPs, a significant tumor necrosis factor-alpha release was induced. In contrast, (PEG?+?PVA)-NH2 and PVA-NH2 AuNPs were internalized to a higher extent and caused interleukin-1beta secretion. None of the AuNPs caused changes in MDDC phenotype, activation or immunological properties.

    概要翻译:

    用聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)修饰的金纳米粒子(AuNPs)或它们的带正或者负表面电荷的混合物,用来探讨单核细胞来源的树突状细胞(MDDCs)的吸收和反应。电感耦合等离子体发射光谱法和透射电子显微镜被用来测定Au在该细胞内的聚集。对该细胞的细胞活力、炎症反应、活化标志物、抗原吸收和加工进行了分析。结果表明,金纳米颗粒没有引起树突状细胞(MDDCs)的表型变化、激活或免疫特性改变。

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    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2018-06-05
    • 导论:血管平滑肌细胞(VSMCs)在动脉粥样硬化和血管损伤的增殖和迁移过程中起着重要作用。因此,本研究的目的是研究裸金纳米颗粒(AuNPs)对VSMCs的抗迁移和增殖作用。 材料与方法:测试了一组物理合成的AuNPs (pAuNPs)和三组化学合成的AuNPs (cAuNPs)。 结果与讨论:其中pAuNPs明显抑制血小板源性生长因子(PDGF)诱导的VSMC迁移。透射电镜显示,pAuNPs在治疗早期被摄取并聚集在细胞质中,而VSMCs的生存能力在治疗24小时内没有受到影响。根据MTT、WST-1和BrdU细胞增殖实验的结果,pAuNP可增强细胞线粒体活性,但抑制了基础和pdgf诱导的VSMC增殖。此外,pAuNPs不干扰PDGF信号或基质金属蛋白酶-2的表达/活性。与cAuNPs不同的是,pAuNPs可以显著降低VSMC对胶原蛋白的粘附,这一发现支持了pAuNPs在细胞粘附过程中抑制胶原诱导的酪氨酸蛋白和聚焦粘附激酶(FAK)磷酸化和肌动蛋白细胞骨架重组的发现。在大鼠气球损伤颈动脉模型中,通过减少扩增的VSMCs,证实了pAuNPs的体外效应。 结论:综上所述,本研究首次证明裸腹可以通过影响FAK和酪氨酸蛋白激活来减少VSMC的迁移并降低细胞粘附。pAuNPs对pdgf诱导的VSMC增殖也有抑制作用,可减少VSMC在体内的增殖/迁移表达。 ——文章发布于2018年5月29日
  • 《NIST科学家研究证实,细胞的电场阻止了纳米颗粒的进入》

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    • 编译者:李晓萌
    • 发布时间:2024-03-01
    • 包裹我们细胞的不起眼的细胞膜有一个惊人的超能力:它们可以推开碰巧靠近它们的纳米级分子。一个由美国国家标准与技术研究院(NIST)的科学家组成的研究小组通过使用模仿天然膜行为的人造膜找出了原因。他们的发现可能会对我们如何设计针对我们细胞的许多药物治疗产生影响。 该研究小组的发现发表在《Journal of the American Chemical Society》上,证实了细胞膜产生的强大电场在很大程度上是将纳米级颗粒从细胞表面排斥的原因。这种斥力明显影响中性的、不带电的纳米粒子,部分原因是电场吸引的小的、带电的分子挤在膜上,把大的粒子推开。由于许多药物治疗都是围绕靶向膜的蛋白质和其他纳米级颗粒构建的,因此排斥力可能在治疗的有效性中发挥作用。 这一发现首次提供了直接证据,证明电场是产生斥力的原因。根据NIST的David Hoogerheide的说法,这种影响应该得到科学界的更多关注。 “这种排斥,以及小分子施加的相关拥挤,可能在具有弱电荷的分子如何与生物膜和其他带电表面相互作用方面发挥重要作用,”Hoogerheide说,他是NIST中子研究中心(NCNR)的物理学家,也是该论文的作者之一。“这对药物设计和输送,以及纳米尺度拥挤环境中粒子的行为都有影响。” 在几乎所有种类的细胞中,细胞膜都形成边界。细胞不仅有一层外膜,它包含并保护内部,而且内部通常还有其他膜,形成细胞器的一部分,如线粒体和高尔基体。了解细胞膜对医学科学很重要,尤其是因为细胞膜上的蛋白质经常是药物的靶标。一些膜蛋白就像门一样调节进出细胞的物质。 这些膜附近的区域可能是一个繁忙的地方。成千上万种不同的分子相互挤在一起,挤在细胞膜上——任何试图穿过人群的人都知道,这是很困难的。像盐这样的小分子相对容易移动,因为它们可以适应更紧密的点,但像蛋白质这样的大分子在移动上受到限制。 Hoogerheide说,这种分子拥挤已经成为一个非常活跃的科学研究课题,因为它在细胞的功能中起着现实世界的作用。细胞的行为取决于细胞“汤”中成分的微妙相互作用。现在看来,细胞膜可能也有作用,它根据大小和电荷对自己附近的分子进行分类。 “拥挤如何影响细胞及其行为?”他说。“例如,这个汤中的分子是如何在细胞内分类的,使其中一些分子具有生物功能,而另一些分子则不能?”膜的作用可能会有所不同。” 虽然研究人员通常使用电场来移动和分离分子——一种被称为电介质电泳的技术——但科学家们很少关注纳米级的这种效应,因为移动纳米粒子需要非常强大的电场。但强大的磁场正是带电膜所产生的。 Hoogerheide说:“在我们身体产生的含盐溶液中,靠近膜的电场可能会非常强大。”“它的强度随着距离的增加而迅速下降,产生了较大的场梯度,我们认为这可能会排斥附近的粒子。所以我们用中子束来研究它。” 中子可以区分氢的不同同位素,研究小组设计了实验,探索了膜对附近聚乙二醇分子的影响,聚乙二醇是一种形成无电荷纳米粒子的聚合物。氢是聚乙二醇的主要成分,通过将膜和聚乙二醇浸泡在重水溶液中——重水是用氘代替普通水的氢原子——研究小组可以测量聚乙二醇粒子与膜的接近程度。他们在核反应堆和橡树岭国家实验室使用了一种被称为中子反射计的技术。 结合分子动力学模拟,实验首次揭示了膜强大的场梯度是排斥背后的罪魁祸首:PEG分子在带电表面的排斥比在中性表面的排斥更强烈。 Hoogerheide说,虽然这些发现并没有揭示任何根本性的新物理学,但它们确实在一个意想不到的地方展示了众所周知的物理学,这应该鼓励科学家们注意并进一步探索它。 他说:“我们需要把这一点添加到我们对纳米尺度上事物如何相互作用的理解中。”“我们已经证明了这种互动的力量和意义。现在我们需要调查它是如何影响这些拥挤的环境的,那里发生了如此多的生物活动。”