Descrição do Prompt

Título: A Química da Superfície Orquestra as Identidades Imunológicas de Nanoplásticos via Formação da Coroa de Proteínas Questão Científica: Como os grupos funcionais da superfície de nanoplásticos (PS) expostos via corrente sanguínea codificam especificamente a coroa de proteínas formada no soro? Como essa coroa de proteínas diferenciada, gerada pela química da superfície, determina os padrões de reconhecimento imune, as respostas celulares e os efeitos tóxicos finais de nanopartículas em camundongos? Métodos: Primeiro, nanopartículas de poliestireno de 200 nm com modificações de superfície carboxil (PS-COOH), amino (PS-NH2) e não modificadas (PS) foram selecionadas e caracterizadas. Em seguida, foram incubadas com soro de camundongo in vitro, e a análise proteômica foi realizada usando cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem para identificar a expressão diferencial de proteínas nas três coroas de proteínas. Essa comparação esclareceu os efeitos regulatórios específicos dos grupos funcionais da superfície na composição da coroa de proteínas. Subsequentemente, um modelo de exposição sanguínea (injeção na veia da cauda) foi estabelecido, e o sequenciamento do transcriptoma foi realizado em células do sangue periférico de camundongos em nível de célula única. A análise de genes com expressão diferencial e a análise de enriquecimento de vias KEGG foram conduzidas nos dados de sequenciamento para cada subpopulação celular para mapear sistematicamente os perfis de transcrição específicos de células imunes induzidos por nanoplásticos com diferentes coroas de proteínas. Finalmente, usando macrófagos de camundongo como um modelo in vitro, grupos de partículas nuas e grupos de partículas com coroa de proteínas pré-revestida foram estabelecidos. A viabilidade celular foi avaliada usando o método CCK-8, a eficiência de captação celular foi quantificada por citometria de fluxo e os níveis de citocinas inflamatórias foram medidos por ELISA. A análise de correlação de Spearman foi realizada para integrar os dados de composição da coroa de proteínas com os dados de função celular, estabelecendo uma relação quantitativa entre a adsorção de proteínas-chave e os efeitos biológicos, com o objetivo de revelar os complexos mecanismos de interação entre grupos funcionais da superfície, adsorção de proteínas e respostas imunes. Conclusões: O estudo demonstra que a carga superficial é um fator crucial na regulação da composição da coroa de proteínas. A carboxilação leva ao enriquecimento específico de proteínas do complemento e da coagulação, enquanto a aminação adsorve principalmente apolipoproteínas e albumina. Essa adsorção específica não é aleatória, mas é impulsionada por propriedades moleculares, como o potencial de superfície e o ponto isoelétrico da proteína, alcançando uma conversão precisa de informações químicas da superfície em identidade molecular biológica. PS-COOH com uma coroa de proteína do complemento é eficientemente reconhecido e endocitado por macrófagos através de receptores do complemento e outras vias, ativando especificamente o eixo de sinalização NF-κB e impulsionando vias inflamatórias clássicas, como TNF e IL-17, desencadeando uma forte resposta imune. Em contraste, PS-NH2 com uma coroa de apolipoproteína imita partículas de lipoproteínas endógenas, reduzindo a rápida depuração pelo sistema fagocítico endotelial, prolongando a meia-vida sanguínea e induzindo principalmente a regulação positiva de genes da cadeia respiratória mitocondrial e a interrupção das vias de fosforilação oxidativa.