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アミロイドβ凝集およびinvitroでの活性酸素種形成の阻害におけるセレンナノ粒子に対するクロロゲン酸の組み合わせの増強された効果

要約

アミロイド-β(Aβ)プラークの沈着と神経毒性活性酸素種(ROS)の形成は、アルツハイマー病(AD)の重要な病理学的特徴です。ここでは、セレンナノ粒子のユニークなAβ吸収特性を天然の抗酸化剤クロロゲン酸(CGA)と組み合わせてCGA @SeNPを形成するための新しい戦略が報告されています。インビトロ生物学的評価は、CGAがAβ40凝集体によって誘発されたROSを取り除くことができることを明らかにしたが、Aβ40凝集体によっても引き起こされたAβ40凝集および細胞膜損傷を阻害しなかった。興味深いことに、CGA @ SeNPは、Aβ40凝集に対する阻害効果の増強を示し、さらに重要なことに、PC12細胞をAβ凝集によって誘導される細胞死から保護します。 CGA @ SeNPsは、長期使用で有毒なAβ40を減らすのにCGAよりも効率的であると考えられています。

背景

アルツハイマー病(AD)は、進行性の認知障害と神経細胞の喪失を特徴とする不可逆的な進行性神経変性疾患です[1]。現在、脳内の細胞外老人斑の蓄積がADの一般的な病理学的特徴であることが広く受け入れられています[2、3]。プラークには、アミロイド-β(Aβ)タンパク質の誤った折り畳みと凝集が含まれています[4]。 ADの病因におけるAβプロトフィブリルまたはオリゴマーの正確な役割は完全には理解されていませんが、蓄積された証拠は、それらのほとんどがニューロンの機能不全と死の原因となる毒性種であることを示唆しています[5,6,7,8]。さらに、Aβ凝集体はAD患者の脳にすでに存在しています。これらの凝集体は神経毒活性酸素種(ROS)を形成し続け、DNA、脂質、タンパク質などの細胞成分の一連の損傷を引き起こし、ADに酸化ストレスを引き起こします[9]。ニューロンへの損傷は通常、学習と記憶障害を引き起こします。したがって、アミロイドβの凝集と活性酸素種の形成を阻害することは、ADの病状を予防または緩和するための有望な治療標的となる可能性があると考えられています。

ナノマテリアルは、サイズが小さく、表面積が大きく、反応性が高いなど、独特の物理化学的特性を持っています。最近の研究では、適切な表面修飾により、ナノ粒子(NP)をドラッグデリバリー、イメージング、およびADの治療用途のツールとして使用できることが強調されています[10、11、12]。一般的に、NPは表面積が大きく、吸着能力が高くなります。具体的には、AβはいくつかのNPに結合して、Aβの細動プロセスを遅らせることができます。たとえば、ポリオキソメタレートへのAβモノマーの結合は、遊離モノマーの濃度を低下させ、平衡をフィブリル化から遠ざけます[13]。これらのナノ材料の中で、セレンナノ粒子(SeNPs)は、簡単な準備や安定性など、生物医学的用途に適したいくつかの機能を備えています。セレンは必須の微量元素であり、細胞の酸化還元調節、解毒、免疫系の保護に重要な役割を果たします[14]。したがって、無機および有機セレン化合物と比較して、SeNPは生体適合性が高く、毒性が低くなっています[15]。今日、NPの表面修飾は、NPとAβの間の結合親和性を促進し、共役分子の生化学的特性を改善するのに役立ちます。私たちの以前の研究では、SeNPの抗アミロイド能力は、抗アミロイドペプチド(LPFFD)をSeNP表面にグラフトすることによってさらに強化できることがわかりました[12]。ただし、これらの研究のほとんどは、表面改質後のNPの抗酸化能力に焦点を当てていませんでした。

クロロゲン酸(CGA)は、リンゴ、ナシ、ベリーなどの果物の主要なポリフェノール成分であり、特にコーヒーに豊富に含まれています[16]。 CGAには、抗がん、抗炎症、抗菌などの多くの薬理学的特性があります[16]。特に、CGAには抗酸化作用と神経保護作用があり、アルツハイマー病の治療に応用できます[17、18]。しかし、Aβ凝集に対するCGAの影響は報告されていません。さらに、CGAの使用は、その低いバイオアベイラビリティと安定性によって制限され、胃腸管から吸収されたCGAの3分の1だけが血液循環に到達します[19]。多くの研究では、NPのサイズが小さいため、NPは吸入、摂取、および循環中の多くの臓器への輸送を介して血流に直接入ることができると報告されています。したがって、この問題を解決するために、CGAのSeNP(CGA @ SeNP)への結合を調べて、CGAの潜在的な治療効果を改善しました。これに関連して、この研究の目的は、抗Aβ凝集および抗酸化におけるCGA @SeNPの潜在的な治療効果を調査することでした。私たちの知る限り、AD療法にCGA @SeNPsを使用したという以前の報告はありません。

メソッド/実験

材料と細胞株

Aβ40はGLBiochem Ltd.(上海、中国)で合成されました。二酸化セレン(Na 2 SeO 3 )、NaBH 4 、チアゾリルブルーテトラゾリウムブロミド(MTT)、チオフラビンT、および2 '、7'-ジクロロジヒドロフルオレセインジアセテート(DCFH-DA)は、Sigma(セントルイス、ミズーリ州、米国)から入手しました。 CGAはアラジン(上海、中国)から購入しました。ダルベッコの改変イーグル培地(DMEM)、ウシ胎児血清(FBS)、および馬の血清は、Gibco(Life Technologies AG、スイス)から入手しました。 PC12細胞(ラット褐色細胞腫、アメリカンタイプカルチャーコレクション)は、5%CO 2 中、37°C​​で5%FBSおよび10%馬血清を添加したDMEM培地で培養しました。 37°Cの加湿環境。

CGA @SeNPの準備

まず、25 mM CGA、0.1 M Na 2 のストック溶液 SeO 3 、および0.1 M NaBH 4 準備されました。次に、Na 2 の200μLアリコート SeO 3 溶液をさまざまな量のCGAと混合し、反応物の濃度比をNa 2 SeO 3 CGAに対しては、1:1、1:2、1:4、1:6、および1:8でした。その後、200μLの0.1 M NaBH 4 混合物に添加し、30分間撹拌しました。溶液の色が赤に変わりました。過剰なCGAおよびNa 2 SeO 3 透析によって除去された。 Na 2 の最高の濃度比が見つかりました SeO 3 CGAへの移行は1:6でした。

CGA @SeNPの特性評価

調製されたままのCGA @ SeNPは、透過電子顕微鏡(TEM; Hitachi、H-7650)、フーリエ変換赤外分光法(FT-IR; Equinox 55 IR分光計)、およびUV-vis分光法(Carry 5000分光光度計)によって特徴づけられました。サイズ分布は、Zetasizer Nano ZS粒子アナライザー(Malvern Instruments Limited)によって決定されました。ナノ粒子の蛍光は、JASCO FP6500分光蛍光光度計(λ ex =350 nm)。

H 2 O 2 ジェネレーションアッセイ

ヒドロキシルラジカル、2、29-アジノビス-(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸)(ABTS + )、およびCGAおよびCGA @ SeNPのスーパーオキシドアニオン除去活性は、市販のキット(Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute、Nanjing、China)によって分析されました。サンプルの還元力は次のように測定されました。2mLのCGAまたはCGA @ SeNPを2mLのリン酸緩衝液(0.2 mol / L、pH 6.6)および2mLのK 3 とインキュベートしました。 Fe(CN) 6 (1%、 w / v )50°Cで20分間。その後、2.5 mLのトリクロロ酢酸(10%、 w )を加えて反応を停止しました。 / v )、3000rpmで10分間遠心分離します。 2ミリリットルの上清を2mLの蒸留水および1mLのFeCl 3 と混合しました。 (0.1%、 w / v )室温で10分間。最後に、700nmで吸光度を測定しました。ビタミンC(Vc)は、抗酸化活性アッセイのポジティブコントロールとして使用されました。

H 2 O 2 Aβ40での生成はDCFH-DAによって分析されました。 Beyotime Institute of Biotechnology(上海、中国)から購入したDCFH-DAストック溶液(1 mM)。 4マイクロモルの西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)をバッファー(20 mM Tris-HCl / 150 mM NaCl、pH 7.4)で調製しました。 20、40、および60μg/ mLのCGA @ SeNPs / CGAを含むまたは含まない35μMAβ40を含むサンプル溶液を、37°C​​で3日間インキュベートしました。アスコルビン酸塩(10μM)を各サンプルに加え、さらに1時間インキュベートしました。サンプル分析は、DCFH-DA(20μL、100μM)とHRP(2μL、0.04μM)をサンプル溶液(10μL)に添加することによって実行されました。励起波長と発光波長が488nmと525nmの蛍光スペクトルを、JASCOFP6500分光蛍光光度計で測定しました。

チオフラビンT蛍光測定

Aβ40細動の動態は、色素チオフラビンT(ThT)を使用して検出されました。簡単に説明すると、35μMAβ40を20、40、および60μg/ mLのCGA @ SeNPs / CGAと37°Cで0〜5日間インキュベートしました。毎日、50μLの溶液を取り出し、200μLのThT溶液(50 mM PBS、pH 7.4中の15μMのThT)に加えました。次に、ThTの励起は440 nmで、490nmの発光波長が記録されました。

TEM

CGA @ SeNPs / CGAの存在下または非存在下でのAβ40の形態をTEM(Hitachi、H-7650)で観察しました。サンプルは、ThT蛍光アッセイと同じ方法で調製しました。 3日間のインキュベーション後、10μLのサンプル溶液をカーボンコーティングされた銅グリッド上に10分間スポットしました。次に、各グリッドを1.5%( w )で染色しました。 / v )リンタングステン酸(pH 7.4)で乾燥させます。

ナノ粒子のAβ40への結合もTEMによって確認されました。まず、35μMのAβ40を3日間インキュベートして、繊維をフォーマットしました。次に、20μg/ mLのナノ粒子をプレインキュベートした溶液に加え、さらに6時間インキュベートしました。その後、このサンプルをTEMで検査しました。

共鳴光散乱測定

共鳴光散乱(RSL)はYuらの方法に従って測定された。 [20]いくつかの変更があります。一定量のAβ40分散液をH 2 で1mLに希釈しました。 O、CGA @SeNPsの最終濃度は0.05から0.45μg/ mLまで変化しました。混合物を10分間インキュベートしました。 RLS強度は、励起および発光モノクロメーター(Δλ)を同期的にスキャンすることにより、Cary Eclipse蛍光分光光度計(Agilent Technologies、米国)で記録されました。 =0 nm)200〜800nm。励起スリット幅と発光スリット幅の両方を5nmに設定しました。

細胞毒性アッセイ

細胞生存率は、MTTアッセイを使用して分析されました。 PC12細胞は、FBSを含まない新鮮な培地で96ウェルプレートにウェルあたり5000細胞の密度で播種されました。 Aβ(35μM)を60μg/ mLCGA @ SeNPs / CGAの有無にかかわらず3日間共培養しました。その後、細胞をこれらのサンプルでさらに72時間処理しました。インキュベーション後、Cell Titer 96 Aqueous One Solution Cell Proliferation Assay(Promega)のマニュアルに従って、ウェルあたり10μLのMTTで細胞を処理しました。乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)の放出は、市販の検出キットを使用してアッセイしました。 PC12細胞は上記のように処理されました。処理の最後に、96ウェルプレートを1500× g で遠心分離しました。 10分間。上清中のLDH活性は、製造元の指示に従って測定されました。

細胞内ROS生成

Aβ40によって誘発される細胞内ROS生成に対するCGA @ SeNPs / CGAの効果は、DCFH-DAアッセイによってモニターされました。 PC12細胞(1×10 5 ウェルあたり)MTTアッセイと同じ方法で処理されました。次に、細胞をPBSで2回洗浄し、DCFH-DA(10 mM)とともに37°Cで30分間インキュベートしました。細胞内ROSレベルは、それぞれ488nmと525nmの励起波長と発光波長で蛍光顕微鏡(倍率×200)で調べました。細胞内ROSレベルを測定するために、細胞を同じ方法で処理し、遠心分離によって回収し、PBSに再懸濁しました。次に、細胞をフローサイトメトリーで分析しました。

TUNEL-DAPI共染色アッセイ

PC12細胞はMTTアッセイと同じ方法で処理されました。その後、チャンバースライド内の細胞を3.7%ホルムアルデヒドで固定し、PBS中の0.1%TritonX-100で透過処理しました。染色アッセイは、末端トランスフェラーゼdUTPニックエンドラベリング(TUNEL)アッセイキット(KeyGen BioTECH、南京、中国)を製造元のプロトコルに従って使用して実施しました。画像は蛍光顕微鏡(倍率×200)を使用してキャプチャされました。

統計

統計的有意性は、一元配置分散分析(ANOVA)とそれに続くボンフェローニの事後検定を使用して推定されました。統計的有意性は P に設定されました <0.05。

結果と考察

CGA @SeNPの特性評価

この研究では、CGAとNa 2 の混合物を還元することにより、CGA @SeNPを合成する簡単な方法を使用します。 SeO 3 NaBH 4 を使用 。サイズが30〜150 nmのナノ粒子は、細胞への取り込みに適していました[21]。 TEMは、CGA @SeNPが直径約100nmの球状構造を持っていることを示し(図1a)、CGA @SeNPのサイズが生物学的用途に適していることを示唆しています。元素組成分析により、Se、C、およびOは、CGA @ SeNPのエネルギー分散型X線分光法(EDX)グラフで簡単に見つけることができることが示されました(図1b)。 Se原子のシグナルは30.00%であり、CGAからの強いC原子シグナル(52.60%)とO原子シグナル(1.50%)もあり、CGA @SeNPの準備に成功したことを示しています。

CGA @SeNPの特性評価。 a CGA @SeNPのTEM画像。 b CGA @SeNPのEDX分析。 c CGA @SeNPのUV-vis吸収スペクトル。 d CGA @SeNPsの発光スペクトル

CGAのUV-vis吸収スペクトルは、334 nmに特徴的な吸収ピークを示します(図1c)。ただし、CGA @ SeNPのUV-vis吸収スペクトルにわずかなシフトが観察され、吸収ピークは337nmに変更されました。 CGAおよびCGA @ SeNPsの発光波長は蛍光分光光度計によって検出されました。 CGAの発光波長は442.9nmでしたが、CGA @SeNPでは437.5nmにシフトしました(図1d)。これらの結果により、SeNPの表面にCGAが存在することが確認されました。 CGA @ SeNPsのFT-IRスペクトルは、CGAがナノコンポジットの一部を形成したことを示しています。 O–H伸縮周波数は3353.99 cm -1 にあります。 CGAのFT-IRスペクトル(追加ファイル1:図S1)。ただし、CGA @SeNPsのこの特徴的なピークは3419.00cm -1 に変更されました。 。シフトにより、CGAが-OH基を介してSeNPの表面に結合していることが確認されました。

生理学的条件下でのCGA @ SeNPの安定性は、それらの将来のアプリケーションを評価するために重要です。したがって、PBS(pH 7.4)中のCGA @ SeNPのサイズ分布を、室温で7日間モニターしました。追加ファイル1:図S2に示すように、CGA @SeNPのサイズは平均サイズ約100nmで安定しており、CGA @SeNPは7日以内にPBSで良好な水分散性を維持しました。 CGA @ SeNPsの良好な安定性は、医療分野での潜在的なアプリケーションをサポートします。

ROS生成の抑制

沈着したAβはミクログリアを活性化し、ミクログリアを刺激してROSなどの神経毒を生成します。これはさらに脳に深刻な神経損傷を引き起こす可能性があります[22]。また、過酸化水素などのROS(H 2 O 2 )はAβ凝集体によっても生成されます[23]。したがって、本発明者らは、CGA @SeNPsの抗酸化活性およびAβ凝集体誘導性H 2 に対するCGA @ SeNPsの効果を調査した。 O 2 形成。追加ファイル1:図S3に示すように、CGA @ SeNPは、濃度に依存してラジカルに対して強力な除去活性を示します。濃度が60μg/ mLに達すると、ヒドロキシルラジカルABTS + 、およびスーパーオキシドアニオン除去活性は、それぞれ70.3%、95.2%、および95.1%に達しました。明らかに、CGA @SeNPsの還元力は濃度の増加とともに増加しました。すべてのサンプルの中で、CGA @ SeNPは、ヒドロキシルラジカルABTS + に対して強力な還元力と除去能力を示しました。 、およびVcおよびCGAよりもスーパーオキシドアニオン。これらの結果は、CGA @ SeNPがより高い抗酸化活性を示したことを示唆しており、これはADの活性酸素の除去に役立つ可能性があります。注意すべき点は、SeNP上のCGAの修飾は、抗酸化活性に相乗効果を及ぼすということです。

Aβを介したH 2 に対するCGA @ SeNPsの効果 O 2 生成は、DCFH-DAアッセイ[24]によって調査されました。これは、H 2 の生成を示すことができます。 O 2 CGA @SeNPの存在下または非存在下でのAβから。図2に示すように、CGA @SeNPsとCGAはH 2 を減少させました O 2 用量依存的に。さらに重要なことに、CGA @SeNPを含むAβサンプルはH 2 が少ないことを示しています O 2 CGAを含むものよりも、CGA @SeNPの高い抗酸化活性がAβ誘発性H 2 の減少においてCGAよりも高い効果を示したことを明らかにしました。 O 2 世代。

H 2 O 2 ナノ粒子の存在下または非存在下でのAβ40の反応からの生成。 Aβ=35μM、ナノ粒子/ CGA =20、40、および60μg/ mL

CGA @SeNPsによるAβ凝集の阻害

CGAの抗酸化活性はよく知られている特性ですが、CGAの抗アミロイド凝集活性はまだ不明です。 AD治療用途でのCGA @ SeNPの実現可能性を検証するために、Aβ凝集に対するCGA @ SeNPの阻害効果を、ThTベースの蛍光分析によって最初に調査しました。時間[25]。図3aに示すように、Aβ40は自発的に凝集し、Aβフィブリルの蛍光は3日間のインキュベーションでプラトーに達するまで徐々に増加しました。 CGA @ SeNPは、濃度の増加とともにアミロイドタンパク質をゆっくりと凝集させることができることを観察しました。 60μg/ mLのCGA @ SeNPとインキュベートしたAβ40の約2倍のAβ40繊維の蛍光強度が達成されました。ただし、CGAではThT蛍光強度の変化はほとんどまたはまったく観察されなかったため、CGAはAβ40の凝集をわずかに阻害しただけでした。

Aβ40細動に対するCGA @ SeNPの阻害効果。 a ナノ粒子/ CGAの存在下または非存在下での0〜5日間のAβ40フィブリル形成のThT蛍光。 Aβ40=35μM、ナノ粒子/ CGA =20、40、および60μg/ mL。 b ナノ粒子またはCGAの有無にかかわらず3日間インキュベートされたAβ40の形態。 Aβ40=35μM、ナノ粒子/ CGA =60μg/ mL

CGAまたはCGA @ SeNPの有無にかかわらずインキュベートされたAβ40の形態学的変化を図3bに示します。 3日間インキュベートしたAβ40は豊富なフィブリルを形成しましたが、CGA @ SeNP(60μg/ mL)の存在下ではフィブリルは形成されませんでした。予想通り、CGAはAβ原線維形成を有意に阻害しませんでしたが、CGA処理Aβ40の溶液では大量の凝集体が観察されました。これはThT蛍光アッセイと一致していました。これらの結果は、SeNP上のCGAを変更した後、明らかにβシートの形成を減少させる可能性があることを示しています。

CGA @SeNPのAβ40へのバインドアクティビティ

Aβ凝集に対するCGA @ SeNPsの阻害活性をよりよく理解するために、Aβ40に対するCGA @SeNPsの結合親和性を調べました。まず、超微細構造レベルでAβ40ファイバーへのナノ粒子の結合を評価するために、Aβ40ファイバーをCGA @SeNPとインキュベートしました。フィブリルがSeNPの表面に特異的に結合し、結合していない遊離の浮遊ナノ粒子が存在しないことを観察しました(図4a)。

Aβ40に対するCGA @ SeNPの親和性。 a Aβ40ファイバー上のCGA @ SeNPの結合能力。実施されたAβ40の繊維をCGA @ SeNPとインキュベートし、TEMで調べた。 Aβ40=35μM、CGA @ SeNPs =60μg/ mL。 b Aβ40モノマーに対するCGA @ SeNPの親和性と特定。異なる濃度のCGA @ SeNPの存在下でのAβ40モノマーのRLSスペクトル。 Aβ40=600 nM、ナノ粒子濃度、1〜9:0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、および0.4μg/ mL。 c CGA @ SeNPのRLSスペクトル、ナノ粒子濃度、1〜9:0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、および0.45μg/ mL

共鳴光散乱(RLS)は、弾性光散乱に基づく強力な光学技術であり、溶液中のナノ粒子のサイズ、形状、および分布を研究するために広く適用されています[26]。したがって、次にRLSを使用して、Aβ40モノマーとCGA @SeNP間の相互作用を分析しました。図4b、cに示すように、NPのRLS強度は、同じ濃度の600nMAβ40モノマーとインキュベートしたNPのRLS強度よりもはるかに低くなっています。 CGA @ SeNPがAβ分子にさらされると、Aβはアミノ酸の側鎖を含むNドナーを介してSeNPの表面に結合し、Se–N結合を形成すると考えられています[27]。 CGA @ SeNP上でAβ分子のコンジュゲートが形成されると、散乱体のサイズが大きくなり、システムのRLS強度が向上します(図4b)。 ThTアッセイとTEMの結果と組み合わせると、大きなCGA @ SeNP表面とAβ40モノマー間の相互作用により、モノマー間の直接接触がブロックされるため、核形成とフィブリル成長に不利な条件が生じる可能性があると推測されます。したがって、CGA @ SeNPは、Aβ40凝集の阻害においてCGAよりも多くの効果を発揮します。

Aβ40神経毒性の抑制

PC12細胞におけるCGA @ SeNPの存在下または非存在下でのAβ40の細胞毒性をMTTアッセイによって調べた。図5aは、Aβ40繊維がPC12細胞に対して毒性を示し、細胞の生存率を53%に低下させたことを示しています。 CGA @ SeNPsの存在下では、細胞の生存率は約95%に増加しました。ただし、CGAで細胞を前処理すると、細胞の生存率はわずかに66%に増加しました。さらに、CGA @ SeNPはPC12細胞に対して非毒性であり(追加ファイル1:図S4)、CGA @SeNPがAβ40の神経毒性を阻害する可能性があることを示唆しています。

CGA @ SeNPs / CGAの有無にかかわらずインキュベートされたAβ40の神経毒性。 a CGA @SeNPsまたはCGAの存在下でのAβ40に対するPC12細胞の細胞生存率をMTTアッセイでテストしました。 b 培地へのLDHの放出。 Aβ40=35μM、CGA @ SeNPs / CGA =60μg/ mL

Aβは細胞表面に優先的に固定化され、細胞膜の損傷を引き起こすことが報告されています[28]。したがって、NP / CGAの存在下または非存在下でAβ40に曝露した後の細胞膜の完全性を決定するために、細胞培養培地の細胞外LDHレベルを測定しました。このアッセイでは、高レベルのLDHは細胞膜の損傷を反映しています。図5bに示すように、コントロールと比較して、Aβ40への曝露後、LDH放出は142%に増加しました。 MTTの結果によれば、CGA @ SeNPの存在下では、LDH放出は通常のレベルに減少しました。興味深いことに、CGAはLDH濃度を低下させなかったことを観察しました。これは、CGAがPC12細胞のAβ凝集体による細胞膜損傷を防ぐことができないことを示唆しています。

PC12細胞におけるAβ40誘発性ROS生成の防止

Aβ凝集体は、ADに酸化ストレスを引き起こす可能性のあるROSを生成することができます[29]。 CGA @ SeNPの抗酸化および抗凝集特性により、PC12細胞でのAβ40誘導ROS生成を低減できると仮定しました。したがって、Aβ40凝集体誘導ROS生成に対するNPの効果をDCFH-DAによって測定した。 DCFは、非蛍光DCFH-DAとROSの反応に由来する蛍光マーカーであり、Aβ40凝集体によって誘導されるROSの生成を示している可能性があります。追加ファイル1:図S5に示すように、Aβ40骨材で処理すると、未処理の細胞と比較してROS含有量が1.5倍以上増加しました。 CGA @ SeNP処理により、PC12細胞のDCF蛍光強度が低下しました。これは、CGA @SeNPがAβフィブリル誘発性ROSを正常レベルまで低下させたことを示しています。興味深いことに、CGAはPC12細胞のROS生成も減少させましたが、CGA @SeNPsほど明白ではありませんでした。

PC12細胞におけるAβ40誘導細胞アポトーシスの予防

Aβフィブリルによって引き起こされる神経細胞の死は、AD病理学における重大なイベントであることが報告されています[30]。 Aβ40フィブリルの細胞毒性をさらに研究するために、TUNEL-DAPI共染色を実行して、Aβ40誘導細胞アポトーシスにおけるNPまたはCGAの効果を決定しました。 DNA断片化は細胞アポトーシスの特徴であり、TUNELを使用することでアポトーシスの初期段階で検出できます[31]。図6に示すように、アポトーシス核はTUNELによって明るい蛍光緑色に染色されました。 Aβ40はTUNEL染色核の数を劇的に増加させましたが、CGA @ SeNP処理はTUNEL陽性核の減少を引き起こし、CGA @SeNPがAβ40誘導PC12細胞アポトーシスからニューロンを保護できることを示しています。そうでなければ、細胞内の高レベルのROSもアポトーシスに関与します[32]。したがって、これらの結果は、Aβ40で誘発されたアポトーシスがROSの生成に起因する可能性があることを示唆している。 CGAがAβ40によって誘導される細胞アポトーシスを減少させることもできることは注目に値します。 MTTおよびLDHアッセイから、CGAは細胞の生存を促進せず、Aβ凝集体によって誘発される細胞膜の損傷を減少させませんでした。 TEMとThTアッセイの結果を組み合わせると、CGAにはAβ凝集の過程で活性酸素を除去できる抗酸化特性がありますが、Aβ凝集を完全に阻害することはできません。したがって、CGAはインキュベーション溶液およびPC12細胞でのROS生成を減少させ、ROS誘発性細胞アポトーシスを保護することができますが、Aβ凝集体誘発性細胞膜損傷を減少させることはできません。細胞膜の損傷は、細胞内の内容物を周囲の組織に漏らし、組織の損傷や炎症を引き起こす可能性があります[33]。したがって、抑制されたAβ凝集と活性酸素種形成の組み合わせは、新しい治療法と見なすことができます。

CGA @ SeNPは、PC12細胞におけるAβ40誘導性の細胞アポトーシスを防ぎます。細胞アポトーシスは、TUNEL-DAPI共染色アッセイによって検出されました。正常な細胞核は青色に染色され、DNA断片は緑色に染色されました。 Aβ40=35μM、CGA @ SeNPs / CGA =60μg/ mL

結論

要約すると、CGAには抗酸化薬理学的特性がありますが、Aβ細動の抑制には効果がありません。 SeNP上のCGAの表面修飾により、新しい抗凝集特性が得られます。 Aβ40はCGA @ SeNPsの表面に結合する可能性があり、その結果、モノマー間の直接接触がブロックされるため、核形成とフィブリル成長に不利な条件が生じます。その場合、CGA @ SeNPsはAβ40凝集を阻害し、ROSを除去し、PC12細胞をAβ40凝集体によって誘導される細胞膜破壊およびROS媒介アポトーシスから保護しました。しかし、CGAグループでは、Aβ凝集体が細胞表面に固定化され、細胞膜の損傷を引き起こし、これも細胞死を引き起こしました。全体として、CGA @ SeNPは、長期使用でのAβ40毒性の低減においてCGAよりも効率的です。

略語

ABTS +

2,29-アジノビス-(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸)

AD:

アルツハイマー病

Aβ:

アミロイド-β

CGA:

クロロゲン酸

DCFH-DA:

2 '、7'-ジクロロジヒドロフルオレセインジアセテート

DMEM:

ダルベッコの改良イーグル培地

EDX:

エネルギー分散型X線分光法

FBS:

ウシ胎児血清

FT-IR:

フーリエ変換赤外分光法

HRP:

西洋ワサビペルオキシダーゼ

LDH:

乳酸デヒドロゲナーゼ

MTT:

チアゾリルブルーテトラゾリウムブロミド

ROS:

活性酸素種

RSL:

共鳴光散乱測定

SeNPs:

セレンナノ粒子

TEM:

透過型電子顕微鏡

ThT:

チオフラビンT

TUNEL:

ターミナルトランスフェラーゼdUTPニックエンドラベリング

Vc:

ビタミンC


ナノマテリアル

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  8. 光熱治療および光音響イメージングのためのポリピロール被覆鉄-白金ナノ粒子の合成およびinvitro性能
  9. 希土類に豊富なRE-Fe-B磁石の保磁力の向上に向けたDy2O3とCaの共ドーパントの相乗効果
  10. アナターゼ-ルチル比とTiO2ナノ粒子の光触媒性能に及ぼす酸性解膠剤の影響
  11. 強化された細胞内在化のためのFe3O4磁性ナノ粒子の葉酸とgH625ペプチドベースの機能化の比較