Tiefe Proteomik-entdeckte molekulare Identitäten enthüllen biologische Funktionen der Nanopartikel-Proteinkorona Wichtige wissenschaftliche Fragen: 1. Fehlende Kausalmechanismen: Wie bestimmen die wichtigsten physikochemischen Eigenschaften von Nanopartikeln (Oberflächenladung, PEGylierung, Morphologie, Material) systematisch und kausal ihre Proteinkorona-Zusammensetzung und regulieren im Gegenzug biologische Schicksale wie zelluläre Aufnahme und Immunerkennung? 2. Datenressourcen-Engpass: Wie können wir die Fragmentierung und geringe Qualität bestehender öffentlicher Proteomikdaten überwinden, um eine hochwertige, standardisierte Nanobio-Interaktionsdatenbank zu erstellen, die zuverlässige Mechanismusentdeckung und Modellvorhersage unterstützen kann? Forschungsmethoden: Diese Studie verwendet eine integrierte "Data-Mining-gesteuerte experimentelle Konstruktions"-Strategie. Zuerst wurde eine literatur-geminte Nanopartikel-Proteinkorona-Datenbank (LM-NPC-DB) durch Text-Mining und Literaturdatenintegration erstellt, die das Forschungsparadigma und die Datenqualitätsdefekte des Feldes systematisch bewertet. Basierend auf dieser Analyse wurde eine standardisierte Nanopartikelbibliothek mit 42 verschiedenen Materialien, Ladungen, PEGylierungszuständen und Morphologien rational entworfen und synthetisiert. Anschließend wurde eine hochwertige In-House-Nanopartikel-Proteinkorona-Datenbank (IH-NPC-DB) erstellt, wobei einheitliche Standardarbeitsanweisungen strikt befolgt wurden. Diese Datenbank mit ihrer hohen Reproduzierbarkeit, hohen Proteinabdeckung und minimierten fehlenden Werten dient als Kerndatengrundlage für diese Studie. Auf dieser Basis wurde in Kombination mit Bioinformatik-Analysen (differentielle Proteinanalyse, Pathway-Anreicherung, Netzwerkanalyse), Modellen des maschinellen Lernens (Vorhersage morphologiespezifischer Adsorption) und funktionellen Zellexperimenten (z. B. Verwendung von Gen-Knockout-Zellmodellen zur Überprüfung spezifischer Aufnahmewege) die quantitative Beziehung zwischen Nanopartikel-Eigenschaften, Proteinkorona-Zusammensetzung und biologischen Effekten systematisch entschlüsselt. Schlussfolgerungen: Diese Studie soll einen klaren Kausalrahmen von "Nanopartikel-Eigenschaften → Proteinkorona-Zusammensetzung → biologisches Schicksal" etablieren und validieren. Zu den spezifischen Schlussfolgerungen gehören: 1. Die Oberflächenladung steuert die Proteinadsorption durch elektrostatisch-hydrophobe Synergieeffekte. Negativ geladene Partikel reichern Adhäsionsproteine an und vermitteln eine effiziente Zellaufnahme über Itgav, während positiv geladene Partikel bevorzugt an Apolipoproteine binden. 2. Die PEGylierung reduziert aktiv die Adsorption von immunbezogenen Proteinen wie Komplement-/Gerinnungsfaktoren, wodurch die Proteinkorona rekonstruiert wird, um "Immun-Stealth" zu erreichen und die Entzündungsreaktionen von Makrophagen effektiv zu hemmen. 3. Die Partikelmorphologie prägt einen einzigartigen Proteinadsorptions-Fingerabdruck. Sphärische Partikel reichern Adhäsions-bezogene Proteine an, während stabförmige Partikel ein hohes immunogenes Potenzial aufweisen, beides erreicht durch unterschiedliche physikalische Interaktionen und geometrische Effekte an der Grenzfläche. 4. Verschiedene Materialien weisen komplementäre Proteinadsorptionsprofile auf, die als "molekulare Verstärker" verwendet werden können, um spezifisch gering konzentrierte Krankheitsbiomarker anzureichern und eine theoretische Grundlage für die Konstruktion von kombinierten Flüssigbiopsie-Panels aus mehreren Materialien zu bieten. Letztendlich bietet diese Studie nicht nur eine standardisierte Datenbank (IH-NPC-DB), die die Qualität bestehender öffentlicher Daten übertrifft, sondern ermöglicht auch eine rationale...
