第一作者: Wei Liu, Hui Zhang
通訊作者: Yan Sun
通訊單位: 天津大學(xué)
研究?jī)?nèi)容：
光氧化已成為抑制阿爾茨海默病β-淀粉樣蛋白(Aβ)纖維生成的有效途徑，這涉及到光氧化劑對(duì)Aβ的氧化修飾。然而，目前的光氧化劑的局限性，如低生物相容性和對(duì)Aβ的低親和力，阻礙了光氧化策略的進(jìn)展。作者以與Aβ具有結(jié)合親和力的人血清白蛋白(HSA)為平臺(tái)，制備了HSA穩(wěn)定的金納米團(tuán)簇(Au NCs@HSA)，進(jìn)一步用乙二胺對(duì)Au NCs@HSA進(jìn)行修飾，生成堿化的HSA(HSA-b)穩(wěn)定的Au NCs。堿化復(fù)合材料Au NCs@HSA-B對(duì)β-淀粉樣蛋白形成和活性氧化物種生成的抑制能力明顯高于Au NCs@HSA。除了抑制作用外，在近紅外(NIR)激光照射下，Au NCs@HSA-B產(chǎn)生單線(xiàn)態(tài)氧來(lái)氧化Aβ單體，明顯減輕了Aβ介導(dǎo)的神經(jīng)毒性。體內(nèi)研究表明，NIR激活的Au NCs@HSA-B通過(guò)降低Aβ負(fù)擔(dān)，促進(jìn)了轉(zhuǎn)基因線(xiàn)蟲(chóng)菌株CL2006的壽命延長(zhǎng)。這種設(shè)計(jì)良好的Au NCs@HSA-B整合了抑制、Aβ靶向和光氧化，為開(kāi)發(fā)基于蛋白質(zhì)的光氧化劑對(duì)抗阿爾茨海默病β-淀粉樣蛋白提供了新的見(jiàn)解。
示意圖1
要點(diǎn)一：
設(shè)計(jì)并制造了HSA穩(wěn)定的Au NCs作為一種有效的Aβ抑制劑和光氧化劑。在此設(shè)計(jì)中，天然Aβ抑制劑HSA，作為還原劑制造Au NCs@HSA，導(dǎo)致光氧化功能引入系統(tǒng)。
要點(diǎn)二：
然后，通過(guò)表面化學(xué)修飾增強(qiáng)Au NCs@HSA的抑制和ROS生成能力，生成Au NCs@HSA-B。廣泛的生物物理和生物學(xué)分析表明，Au NCs@HSA-B能有效抑制Aβ纖維化，減輕Aβ誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性，具有比Au更高的抑制作用。
要點(diǎn)三：
更重要的是，在NIR激光照射下，Au NCs@HSA-B產(chǎn)生的1O2可以氧化Aβ單體，從而通過(guò)光氧化抑制途徑上的Aβ纖維化。結(jié)果表明，在NIR激光照射下，Au NCs@HSA-B能有效地減少CL2006的Aβ沉積，顯著延長(zhǎng)了的壽命。這項(xiàng)工作已經(jīng)鋪平了NIR激光介導(dǎo)治療Aβ相關(guān)的有效光氧化劑的新方法。
圖1：Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B的設(shè)計(jì)和特性描述。(A)表示Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B的制備示意圖。(B)通過(guò)光氧化抑制Aβ聚集的示意圖 。(C)Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B的透射電鏡圖像。(D)Au NCs@HSA-B的EDS映射。(E)Au NCs@HSA的三維激發(fā)發(fā)射矩陣熒光光譜 和Au NCs@HSA-B。(F)HSA、Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B的紫外-可見(jiàn)光譜。(G)Au NCs@HSA-B的Au4f的XPS譜。(H)不同樣品的FTIR譜。(I)HSA、Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B的CD譜。
圖2：Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B對(duì)Aβ纖維生成的抑制作用。
圖3：在NIR激光照射下，Au NCs@HSA/Au NCs@HSA-B產(chǎn)生ROS水平。
圖4：NIR激活的Au NCs@HSA-B來(lái)抑制Aβ聚集。Aβ(25 μM)與Au NCs@HSA-B(25μg/mL)混合，加/不加NIR激光(NIR激光功率密度，2W/cm2)處理，然后孵育48小時(shí)。
圖5：用轉(zhuǎn)基因線(xiàn)蟲(chóng)菌株CL2006進(jìn)行的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
Wei Liu , Hui Zhang , Xiaoyan Dong , Yan Sun , Composite of gold nanoclusters and basifified human serum albumin signifificantly boosts the inhibition of Alzheimer’s β-amyloid by photo-oxygenation, Acta Biomaterialia 2022.
Doi:10.1016/j.actbio.2022.03.019.
