提示詞描述

標題：表面化學透過蛋白質冠的形成來協調奈米塑膠的免疫學特性 科學問題：奈米塑膠（PS）的表面官能基如何透過血液暴露，特異性地編碼在血清中形成的蛋白質冠？這種由表面化學產生的差異化蛋白質冠，如何決定奈米粒子在小鼠體內的免疫識別模式、細胞反應和最終的毒性效應？ 方法：首先，選擇並鑑定了具有羧基（PS-COOH）、胺基（PS-NH2）和未修飾（PS）表面改性的200奈米聚苯乙烯奈米粒子。然後將它們與小鼠血清在體外孵育，並使用液相層析串聯質譜法進行蛋白質體分析，以鑑定三種蛋白質冠中蛋白質的差異表達。這種比較闡明了表面官能基對蛋白質冠組成的具體調節作用。隨後，建立了一個血液暴露模型（尾靜脈注射），並在單細胞水平上對小鼠外周血細胞進行轉錄組測序。對每個細胞亞群的測序數據進行差異表達基因分析和KEGG通路富集分析，以系統地繪製由具有不同蛋白質冠的奈米塑膠誘導的免疫細胞特異性轉錄譜。最後，以小鼠巨噬細胞作為體外模型，建立了裸粒子組和預包覆蛋白質冠粒子組。使用CCK-8法評估細胞活力，通過流式細胞術量化細胞攝取效率，並通過ELISA測量炎性細胞因子水平。進行Spearman相關性分析，將蛋白質冠組成數據與細胞功能數據整合，建立關鍵蛋白質吸附與生物效應之間的定量關係，旨在揭示表面官能基、蛋白質吸附和免疫反應之間複雜的相互作用機制。 結論：研究表明，表面電荷是調節蛋白質冠組成的關鍵因素。羧化導致補體和凝血蛋白的特異性富集，而胺化主要吸附載脂蛋白和白蛋白。這種特異性吸附並非隨機的，而是由表面電位和蛋白質等電點等分子特性驅動的，實現了表面化學信息向生物分子身份的精確轉換。具有補體蛋白冠的PS-COOH通過補體受體和其他途徑被巨噬細胞有效識別和內吞，特異性地激活NF-κB信號軸，並驅動TNF和IL-17等經典炎症通路，觸發強烈的免疫反應。相反，具有載脂蛋白冠的PS-NH2模擬內源性脂蛋白顆粒，減少了內皮吞噬系統的快速清除，延長了血液半衰期，並主要誘導線粒體呼吸鏈基因的上調和氧化磷酸化途徑的破壞。