Identités Moléculaires Découvertes par la Protéomique Approfondie Révèlent les Fonctions Biologiques de la Couronne Protéique des Nanoparticules Questions Scientifiques Clés : 1. Mécanismes Causal Manquants : Comment les propriétés physico-chimiques clés des nanoparticules (charge de surface, PEGylation, morphologie, matériau) déterminent-elles systématiquement et causalement la composition de leur couronne protéique, et par conséquent, régulent-elles les destins biologiques tels que l'absorption cellulaire et la reconnaissance immunitaire ? 2. Goulot d'Étranglement des Ressources de Données : Comment pouvons-nous surmonter la fragmentation et la faible qualité des données protéomiques publiques existantes pour établir une base de données d'interaction nanobio standardisée et de haute qualité, capable de soutenir la découverte de mécanismes fiables et la prédiction de modèles ? Méthodes de Recherche : Cette étude emploie une stratégie intégrée de "construction expérimentale guidée par l'exploration de données". Tout d'abord, une base de données de la couronne protéique des nanoparticules extraite de la littérature (LM-NPC-DB) a été construite par exploration de texte et intégration de données de la littérature, évaluant systématiquement le paradigme de recherche du domaine et les défauts de qualité des données. Sur la base de cette analyse, une bibliothèque de nanoparticules standardisée couvrant 42 matériaux, charges, états de PEGylation et morphologies différents a été conçue et synthétisée de manière rationnelle. Par la suite, une base de données interne de la couronne protéique des nanoparticules (IH-NPC-DB) de haute qualité a été construite en suivant strictement des procédures opératoires standard uniformes. Cette base de données, avec sa haute reproductibilité, sa couverture protéique élevée et ses valeurs manquantes minimisées, sert de base de données centrale pour cette étude. Sur cette base, combinée à l'analyse bioinformatique (analyse différentielle des protéines, enrichissement des voies, analyse de réseau), aux modèles d'apprentissage automatique (prédiction de l'adsorption spécifique à la morphologie) et aux expériences cellulaires fonctionnelles (telles que l'utilisation de modèles cellulaires à gène invalidé pour vérifier des voies d'absorption spécifiques), la relation quantitative entre les propriétés des nanoparticules, la composition de la couronne protéique et les effets biologiques a été systématiquement décodée. Conclusions : Cette étude devrait établir et valider un cadre causal clair de "propriétés des nanoparticules → composition de la couronne protéique → destin biologique". Les conclusions spécifiques comprennent : 1. La charge de surface guide l'adsorption des protéines par des effets synergiques électrostatiques-hydrophobes. Les particules chargées négativement enrichissent les protéines d'adhésion et médient une absorption cellulaire efficace via Itgav, tandis que les particules chargées positivement se lient préférentiellement aux apolipoprotéines. 2. La PEGylation réduit activement l'adsorption des protéines liées à l'immunité telles que les facteurs de complément/coagulation, reconstruisant la couronne protéique pour obtenir une "furtivité immunitaire" et inhiber efficacement les réponses inflammatoires des macrophages. 3. La morphologie des particules façonne une empreinte d'adsorption protéique unique. Les particules sphériques enrichissent les protéines liées à l'adhésion, tandis que les particules en forme de bâtonnet présentent un potentiel immunogène élevé, tous deux obtenus par différentes interactions physiques et effets géométriques interfaciales. 4. Différents matériaux présentent des profils d'adsorption protéique complémentaires, qui peuvent être utilisés comme "amplificateurs moléculaires" pour enrichir spécifiquement les biomarqueurs de maladies de faible abondance, fournissant une base théorique pour la construction de panels de biopsie liquide combinés multi-matériaux. En fin de compte, cette étude fournit non seulement une base de données standardisée (IH-NPC-DB) qui surpasse la qualité des données publiques existantes, mais permet également une approche rationnelle...
Générer une image de sang périphérique clinique dans un tube...
