Влияние водной дисперсии фуллеренов C60, C70 и Gd@C82 на гены, участвующие в окислительном стрессе и противовоспалительных путях
2026-08-29 22:14
Предыстория: Фуллерены и металлофуллерены сами по себе можно считать перспективными нанофармацевтиками и как основу для химической модификации. Поскольку гомеостаз реактивных форм кислорода играет жизненно важную роль в клетках, изучение их влияния на гены, участвующие в окислительном стрессе и противовоспалительных реакциях, имеет особое значение.
Методы: фибробласты легких плода человека инкубировали с водными дисперсиями C60, C70 и Gd@C82 в концентрациях 5 нМ и 1,5 µМ в течение 1, 3, 24 и 72 часов. Были изучены жизнеспособность клеток, внутриклеточная экспрессия ROS, NOX4, NFκB, PRAR-γ, NRF2, гемоксигеназы 1 и экспрессия хинондегидрогеназы NAD(P)H 1.
Результаты и вывод: Водные дисперсии фуллеренов C60, C70 и Gd@C82 являются активными участниками гомеостаза реактивных форм кислорода (ROS). Низкие и высокие концентрации водных дисперсий фуллерена (AFD) оказывают схожие эффекты. C70 был самым инертным веществом, C60 был самым активным веществом. Все AFD имеют как «прооксидантный», так и «антиоксидантный» эффект, но с разным балансом. Gd@C82 был веществом с более выраженными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами, в то время как C70 имел более выраженные «прооксидантные» свойства.
Рисунок 1 Массовые спектры положительных ионов MALDI AFD (a) C60, (b) (C70) и (c) Gd@C82 в матрице α-циано-4-гидроксициннаминовой кислоты.
Рисунок 2 Тест MTT: жизнеспособность клеток по сравнению с концентрациями C60(a), C70 (b) и Gd@C82 (c) после 72 часов инкубации. В пустых экспериментах клетки инкубировали без AFD.
Рисунок 3 Тест митотрекера с TMRM с использованием проточной цитометрии: относительное усиление сигнала митотрекера в клетках относительно пустого времени по сравнению с инкубационным временем с C60 (a), C70 (b) и Gd@C82 (c). В пустых экспериментах клетки инкубировали без AFD. Концентрации указаны на рисунке.
Рисунок 4 Флуоресценция C60 (концентрация 1,5 µM) в клетках после 3 и 24 часов инкубации: Vis, передаваемый свет, флуоресценция была зарегистрирована с фильтром 450–525 нм, длина волны возбуждения 350 нм (FL1) и 490 (FL2); увеличение показано слева. Масштаб отмечен красными полосами. Нижняя серия фотографий - это изображения клеток, инкубированных без фуллерена (контрольный эксперимент).
Рисунок 5 Флуоресценция C72 (концентрация 1,5 µM) в клетках после 3 и 24 часов инкубации: Vis, передаваемый свет, флуоресценция была зарегистрирована с фильтром 450–525 нм, длина волны возбуждения 350 нм (FL1) и 490 (FL2); увеличение показано слева. Масштаб отмечен красными полосами.
Рисунок 6 Флуоресценция Gd@C82 (концентрация 1,5 µM) в клетках после 3 и 24 часов инкубации: Vis-передаваемый свет, флуоресценция была зарегистрирована с фильтром 450–525 нм, длина волны возбуждения 350 нм (FL1) и 490 (FL2); увеличение показано слева. Масштаб отмечен красными полосами.
Рисунок 7 Гистограммы внутриклеточного производства ROS на время инкубации для C60 (a), C70 (b) и Gd@C82 (c) при концентрациях 5 нМ и 1,5 µМ; использовалась проточная цитометрия. (*) обозначает значительные различия с пустыми клетками, p < 0,01, непараметрический U-тест.
Рисунок 8 Уровень белка NOX4 в клетках, обработанных (a) C60, (c) C70 и (e) Gd@C82при концентрациях 5 нМ и 1,5 µМ. Экспрессия гена NOX4 в клетках, инкубирующих с (b) C60, (d) C70 и (f) Gd@C82 при концентрации 5 нМ и 1,5 µМ. Уровень РНК NOX4 - это средний из трех реплик, связанных с экспрессией гена NOX4 в пустых клетках. Ген TBP использовался в качестве внутреннего стандартного гена. Пустые клетки были инкубированы без AFD. (*) обозначает значительные различия с пустыми ячейками, p < 0,01, непараметрический U-тест.
Рисунок 9 Уровень белка PAR-γ в клетках, обработанных (a) C60, (b) C70 и (c) Gd@C82при концентрациях 5 нМ и 1,5 µМ. Пустые клетки были инкубированы без AFD. (*) обозначает значительные различия с пустыми ячейками, p < 0,01, непараметрический U-тест.
Рисунок 10 Уровень белка NRF2 в клетках, обработанных (a) C60, (c) C70 и (e) Gd@C82 в концентрациях 5 нМ и 1,5 µМ, связанных с пустыми клетками, инкубированными без AFD. Экспрессия гена NRF2 в клетках, инкубирующих (b) C60, (d) C70 и (f) Gd@C82 при концентрациях 5 нМ и 1,5 µМ. Уровень РНК NRF2 - это средний из трех реплик, связанных с экспрессией гена NRF2 в пустых клетках. Ген TBP использовался в качестве внутреннего стандартного гена. (*) обозначает значительные различия с пустыми клетками, p < 0,01, непараметрический U-тест.
Рисунок 11 Экспрессия гена HMOX1 в клетках, инкубирующих с (a) C60, (b) C70 и (c) Gd@C82 в концентрациях 5 нМ и 1,5 µМ. Уровень РНК HMOX1 - это средний из трех реплик, связанных с экспрессией гена HMOX1 в пустых клетках. Ген TBP использовался в качестве внутреннего стандартного гена. (*) обозначает значительные различия с пустыми клетками, p < 0,01, непараметрический U-тест.
Рисунок 12 Экспрессия гена NQO1 в клетках, инкубирующих (a) C60, (b) C70 и (c) Gd@C82 в концентрациях 5 нМ и 1,5 µМ. Уровень РНК NQO1 - это значительное значение трех реплик, связанных с экспрессией гена NQO1 в пустых клетках. Ген TBP использовался в качестве внутреннего стандартного гена. (*) обозначает значительные различия с пустыми клетками, p < 0,01, непараметрический U-тест.
Рисунок 12 Экспрессия гена NQO1 в клетках, инкубирующих (a) C60, (b) C70 и (c) Gd@C82 в концентрациях 5 нМ и 1,5 µМ. Уровень РНК NQO1 - это значительное значение трех реплик, связанных с экспрессией гена NQO1 в пустых клетках. Ген TBP использовался в качестве внутреннего стандартного гена. (*) обозначает значительные различия с пустыми клетками, p < 0,01, непараметрический U-тест.
Рисунок 13 Динамика изменений изучаемых параметров с течением времени (диапазон времени указан в первой колонке) для двух концентраций водных дисперсий фуллерена. Сплошные линии обозначают значительные изменения и точные линии, тенденции.