Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Chen Chunying van het National Center for Nanoscience and Technology (NCNST) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) heeft onlangs de evolutie van de nano-eiwitcorona tijdens endocytose en de verstoring ervan in de eiwithomeostase en cel onderzocht. metabolisme. Hun resultaten zijn gepubliceerd in PNAS .

Wanneer nanodeeltjes biologische systemen binnendringen, binden biomoleculen van biologische vloeistof zich snel aan het oppervlak van de nanodeeltjes. De nano-eiwitcorona die als startstap wordt gevormd door interactie met eiwitmoleculen in het bloed, heeft een enorme impact op het transport en het lot van de nanodeeltjes. Hoe de vorming van de nano-eiwitcorona de herkenning, het transport, de distributie, de functie en de biologische effecten van nanodeeltjes in de weefsels en cellen van verschillende barrièresystemen beïnvloedt, is een "zwarte doos" voor medische toepassing van nanomaterialen, die niet alleen de levering beperkt efficiëntie van nanogeneeskunde, maar tast ook de effectiviteit en veiligheid ernstig aan.

Een belangrijke uitdaging op dit gebied is de complexiteit van de nano-eiwitcorona, die wordt beïnvloed door de diversiteit van biomoleculen in verschillende weefsels en organen, evenals door fysiologische en pathologische toestanden. Op dit moment is er dringend behoefte om te begrijpen hoe de eiwitsamenstelling en structurele kenmerken van de eiwitcorona evolueren binnen biologische micro-omgevingen.

Om dit probleem op te lossen, hebben de onderzoekers het dynamische evolutiepatroon van de eiwitsamenstelling van de nano-eiwit-corona in het proces van celtransport onthuld door de innovatieve toepassing van multidimensionale multi-omics (proteomics, metabolomics, lipidomics), intermoleculaire interacties , en in situ massaspectrometrie beeldvorming.

Met gouden nanodeeltjes als model werd het dynamische evolutieproces van de eiwitcorona van het bloedsysteem naar het intracellulaire (bloed-lysosomaal-cytoplasma) bestudeerd. Wanneer de nanodeeltjes vanuit de bloedomgeving via endocytose in het lysosoom werden geplaatst en vervolgens uit het lysosoom in het cytoplasma ontsnapten, zou de eiwitsamenstelling op het oppervlak van de nanodeeltjes drastisch veranderen. De meeste werden vervangen door intracellulaire eiwitmoleculen, waarbij slechts een deel van de in de bloedomgeving gevormde eiwitcoronacomponenten werd behouden.

Vervolgens zorgde de intracellulaire evolutie van de nano-eiwit-corona niet alleen voor een verstoorde intracellulaire eiwithomeostase (proteostase), maar veroorzaakte ook de verrijking van chaperonne-eiwitten (HSC70, HSP90) en pyruvaatkinase M2 (PKM2) op het oppervlak van de intracellulaire nano-corona, en gestimuleerde chaperonne-gemedieerde autofagie. Het beïnvloedde verder de celglycolyse, veroorzaakte veranderingen in het celenergiemetabolisme en reguleerde het cellipidemetabolismeproces.

Deze studie verheldert het evolutionaire patroon van nanodeeltjes van bloed naar een subcellulaire micro-omgeving, en identificeert de specificiteit van de intracellulaire micro-omgeving van nano-eiwit corona, waardoor het celmetabolisme wordt hervormd. Het biedt ook theoretische ondersteuning voor een diepgaand begrip van de complexe biologische effecten van nanomaterialen en regulering van nanobiotische interfaces. + Verder verkennen

De effecten van eiwitcorona op de interacties van AIE-gevisualiseerde liposomen met ce