Identità Molecolari Scoperte tramite Proteomica Approfondita Rivelano le Funzioni Biologiche della Corona Proteica delle Nanoparticelle Domande Scientifiche Chiave: 1. Meccanismi Causali Mancanti: In che modo le proprietà fisico-chimiche chiave delle nanoparticelle (carica superficiale, PEGilazione, morfologia, materiale) determinano sistematicamente e causalmente la composizione della loro corona proteica e, a sua volta, regolano destini biologici come l'assorbimento cellulare e il riconoscimento immunitario? 2. Collo di Bottiglia delle Risorse Dati: Come possiamo superare la frammentazione e la bassa qualità dei dati proteomici pubblici esistenti per stabilire un database di interazioni nanobio standardizzato e di alta qualità che possa supportare la scoperta affidabile di meccanismi e la previsione di modelli? Metodi di Ricerca: Questo studio impiega una strategia integrata di "costruzione sperimentale guidata dal data mining". In primo luogo, è stato costruito un database della corona proteica delle nanoparticelle estratto dalla letteratura (LM-NPC-DB) attraverso il text mining e l'integrazione dei dati della letteratura, valutando sistematicamente il paradigma di ricerca del settore e i difetti di qualità dei dati. Sulla base di questa analisi, è stata progettata e sintetizzata razionalmente una libreria di nanoparticelle standardizzata che copre 42 diversi materiali, cariche, stati di PEGilazione e morfologie. Successivamente, è stato costruito un database interno di alta qualità della corona proteica delle nanoparticelle (IH-NPC-DB) seguendo rigorosamente procedure operative standard uniformi. Questo database, con la sua elevata riproducibilità, l'elevata copertura proteica e i valori mancanti minimizzati, funge da base dati fondamentale per questo studio. Su questa base, in combinazione con l'analisi bioinformatica (analisi differenziale delle proteine, arricchimento delle vie metaboliche, analisi di rete), modelli di machine learning (previsione dell'adsorbimento specifico della morfologia) ed esperimenti cellulari funzionali (come l'utilizzo di modelli cellulari con gene knockout per verificare vie di assorbimento specifiche), è stata decodificata sistematicamente la relazione quantitativa tra le proprietà delle nanoparticelle, la composizione della corona proteica e gli effetti biologici. Conclusioni: Questo studio dovrebbe stabilire e convalidare un quadro causale chiaro di "proprietà delle nanoparticelle → composizione della corona proteica → destino biologico". Le conclusioni specifiche includono: 1. La carica superficiale guida l'adsorbimento delle proteine attraverso effetti sinergici elettrostatico-idrofobici. Le particelle caricate negativamente arricchiscono le proteine di adesione e mediano l'assorbimento cellulare efficiente tramite Itgav, mentre le particelle caricate positivamente si legano preferenzialmente alle apolipoproteine. 2. La PEGilazione riduce attivamente l'adsorbimento di proteine correlate al sistema immunitario come i fattori del complemento/coagulazione, ricostruendo la corona proteica per ottenere "furtività immunitaria" e inibire efficacemente le risposte infiammatorie dei macrofagi. 3. La morfologia delle particelle modella un'impronta di adsorbimento proteico unica. Le particelle sferiche arricchiscono le proteine correlate all'adesione, mentre le particelle a forma di bastoncino mostrano un elevato potenziale immunogenico, entrambi ottenuti attraverso diverse interazioni fisiche ed effetti geometrici interfacciali. 4. Materiali diversi mostrano profili di adsorbimento proteico complementari, che possono essere utilizzati come "amplificatori molecolari" per arricchire specificamente i biomarcatori di malattie a bassa abbondanza, fornendo una base teorica per la costruzione di pannelli di biopsia liquida combinati multi-materiale. In definitiva, questo studio non solo fornisce un database standardizzato (IH-NPC-DB) che supera la qualità dei dati pubblici esistenti, ma consente anche razionalmente...
Genera un'immagine di sangue periferico clinico in una prove...
