الإنزيمات النانوية المستشعرة للالتهاب والتي تحاكي الكاتلاز تخفف من إصابة الكلى الحادة عن طريق عكس الإجهاد التأكسدي المحلي Ⅳ
Jun 19, 2024
خاتمة

المواد والأساليب
مواد

تخليق وتوصيف الجسيمات النانوية dMn3O4
تم إجراء تخليق رابط TK، والبولي إيثيلين جلايكول المرتبط برابط TK (PEG-TK)، و(PEG) - ستيرين (C18) مترافق (PTC) وفقًا لمنشورنا السابق [15]. كعنصر تحكم، قمنا أيضًا بإعداد بوليمر ROS غير حساس (PC) عن طريق ربط حامض دهني بـ PEG-AM. باختصار، تم تفاعل 200 مجم من m-PEG أمين مع 160 مجم من حمض دهني مع 160 ميكرولتر من TEA، و480 مجم من EDC، و290 مجم من NHS في 20 مل من DMF عند 37 درجة طوال الليل مع التحريك تحت تطهير N2. تمت بعد ذلك تنقية العينة عن طريق غسيل الكلى (MWCO =12 –14 كيلو دالتون) مقابل DW لمدة يوم واحد، يليها التجفيف بالتجميد. تم تكوين التركيبات الكيميائية لـ PTC و PC المُصنّعة باستخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي للبروتون (1 H NMR) (400 هرتز ، Bruker: Billerica، MA، USA) في الكلوروفورم (CHCl3). تم تحضير المذيلات الفارغة PTC الحساسة لـ ROS و ROS غير الحساسة للكمبيوتر الشخصي من خلال التجميع الذاتي لـ PTC والكمبيوتر الشخصي تحت صوتنة وغسيل الكلى.

تحضير وتوصيف إنزيم ROS الحساس (PTC-M)
تم تحضير PTC-M بطريقة غسيل الكلى. باختصار، تم إذابة 2 ملغ من dMn3O4 و10 ملغ من PTC في 1 مل من ثنائي ميثيل سلفوكسيد اللامائي (DMSO). تمت بعد ذلك إضافة الخليط قطرة قطرة إلى 20 مل من DW تحت صوتنة المسبار (سعة 30٪، 5 ثوانٍ تشغيل / إيقاف، 5 دقائق). تمت بعد ذلك غسيل المحلول (MWCO=12–14 KDa) مقابل DW لمدة يوم واحد، يليه التجفيف بالتجميد. وبالمثل ، تم أيضًا إعداد جزيئات النانو غير الحساسة (PC-M) المحملة بـ ROS NP من dMn3O4 كمجموعة تحكم. تم تقييم الأقطار الهيدروديناميكية وإمكانات زيتا للمذيلات النانوية الفارغة المحضرة (PTC و PC) والمذيلات النانوية المحملة dMn3O4 NP (PTC-M و PC-M) عن طريق تشتت الضوء الديناميكي (أداة Zetasizer Nano Z، Malvern، UK). تم تصور مورفولوجيا PTC و PTC-M المحضرة باستخدام FE − TEM. تمت ملاحظة زعزعة الاستقرار الحساسة لـ Te ROS عبر تدهور رابط TK لـ PTC-M بواسطة تحليل DLS و FE-TEM بعد معالجة العينات بـ 1 مم H2O2. تم تحليل محتوى تحميل dMn3O4 في PTC-M النهائي باستخدام محلل قياس الوزن الحراري (TGA N -1000، Scinco، سيول، كوريا) وتحليل ICP-MS (820 ICPMS Varian Bruker، Billerica، MA، USA) .
تم أيضًا إثبات تحلل H2O2 إلى الماء والأكسجين باستخدام Ru (DDP) كمسبار لتوليد الأكسجين. باختصار، تمت إضافة 1 ملم H2O2 إلى العينات، تليهاعن طريق إضافة 1 ميكرومتر رو (dDDP(دي إم إف). العيناتتم خلطها جيدًا وكثافة التألقعند الإثارة 440 نانومتر والانبعاث 530 - 730 نانومترالمسجلة. وفي وقت لاحق، تم تأكيد إنتاج الأكسجين أيضًاعن طريق تحديد تركيز الأكسجين المذاب باستخداممستشعر الأكسجين المذاب (RDO Optical Dissolved Senلذلك، الحرارية العلمية).

ثقافة الخلية والكواشف
أجريت دراسات في المختبر كما هو موضح سابقًا [37]. باختصار ، تم استخدام الخلايا الظهارية الأنبوبية القريبة من الكلى البشرية (خلايا HK -2 ، مجموعة American Type Culture Collection ، ماناساس ، فيرجينيا ، الولايات المتحدة الأمريكية) في الدراسات المختبرية. تم استزراع خلايا HK -2 وتمريرها كل 3 - 4 أيام في أطباق 100- ملم تحتوي على مزيج من وسيط Eagle's (DMEM) المعدل وHams F -12 في Dulbecco (Welgene، Daegu، Korea) مكمل بـ 10% من مصل الأبقار الجنيني (FBS؛ ويلجين)، 100 وحدة/ مل من البنسلينو 100 ملغم / مل ستربتومايسين (سيجما الدريخ). تيتم بعد ذلك تحضين خلايا HK-2 في جو مرطبنسبة 5% من ثاني أكسيد الكربون2و 95% هواء عند 37 درجة لمدة 24 ساعة و تحتمثقف حتى 70 - 80٪ متكدسة. كانت خلايا Te HK -2مطلي على أطباق 60-مم في وسط يحتوي على 10%FBS واحتضانها لمدة 24 ساعة. ثم تتكبد الخلايا
بقاء الخلية

امتصاص الخلوية
التدفق الخلوي
تم إجراء تحليل التدفق الخلوي كما هو موضح سابقًا [38]. تم استخدام مجموعة تلوين Annexin V FLUOS (SigmaAldrich) لقياس مستوى ربط Annexin V وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة. باختصار، بعد العلاج بـ 0 أو 1 ملي مولار من الماء لمدة 24 ساعة مع أو بدون 2 ميكروغرام من المعالجة المسبقة PTC-M، تم حصاد خلايا HK-2 وغسلها مرتين بمحلول ملحي مخزن بالفوسفات مبرد مسبقًا وتم إعادة تعليقها. في مخزن مؤقت ملزم يحتوي على Annexin V. بعد الحضانة في الظلام لمدة 15 دقيقة، تم تحليل الخلايا عن طريق قياس التدفق الخلوي (Becton – Dickinson، San Jose، CA، USA). تم استخدام العديد من عناصر التحكم لتحسين إعدادات الأداة وتحديد البوابة للنظام الأساسي الذي يعمل بنظام Windows. تم تعريف الخلايا المبرمج على أنها سالبة PI و Annexin V-FITC إيجابية.
تحديد جيل ROS داخل الخلايا
لتحديد توليد ROS، استخدمنا الفلوروفور DCF-DA (المجسات الجزيئية، يوجين، OR، الولايات المتحدة الأمريكية) كما هو موضح سابقًا [38]. تم تحضين خلايا HK-2 بـ 0 أو 1 ملي مولار H2O2 لمدة 24 ساعة مع أو بدون 2 ميكروغرام من المعالجة المسبقة PTC-M، وغسلها مرتين بمحلول ملح هانك المتوازن، ثم حضنتها بملح هانك المتوازن. محلول (بدون أحمر الفينول) يحتوي على DCF-DA لمدة 30 دقيقة عند 37 درجة في الظلام. تم الحصول على الصور باستخدام مجهر مضان (نيكون، طوكيو، اليابان).
الحيوانات التجريبية والبروتوكولات
في التوزيع الحيوي في الجسم الحي
للتحقق من التأثير العلاجي لـ PTC-M في الجسم الحي، تم إعطاء مجموعة العلاج جرعة واحدة قدرها 0.5 ملغم/كغم من PTC-M عن طريق الحقن في الوريد الذيل بعد الجراحة. الفئرانتم الموت الرحيم بعد 48 ساعة من ضخه. عينات الدمتم جمعها من القلب، والكلية اليسرىكانتتم إزالتها ومعالجتها بسرعة للنشاف الغربي أومثبت في محلول بارافورمالدهيد 4% للنسيج المناعيالكيمياء (IHC). الالكلى اليمنىتم تجميده عند−80 درجةلتحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) في الوقت الحقيقي.
قياس البلازما NGAL
التطعيم المناعي شبه الكمي
تم إجراء تحليل لطخة غربية كما هو موضح سابقًا [37]. تم تجانس أنسجة الكلى في محلول عزل بارد مثلج يحتوي على 0.3 م سكروز، 25 ملي إيميدازول، 1 ملي مولار من حمض إيثيلين أمينيتراسيتيك (EDTA)، 8.5 ملي لوبيبتين، و1 ملي مولار فينيل ميثيل سلفونيل فلوريد (الرقم الهيدروجيني 7.2). تم الطرد المركزي للمتجانسات عند 4000 × جم لمدة 15 دقيقة عند 4 درجات لإزالة الخلايا الكاملة والنواة والميتوكوندريا. تم قياس تركيز البروتين الكلي بواسطة مجموعة فحص حمض البيسينكونيك (BCA) (بيرس؛ روكفورد، إلينوي، الولايات المتحدة الأمريكية). تم تعديل جميع العينات للوصول إلى نفس تركيزات البروتين النهائية. تم بعد ذلك إذابتها عند 65 درجة لمدة 15 دقيقة في محلول عينة يحتوي على كبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS) وتخزينها عند درجة -20 درجة. لتأكيد التحميل المتساوي للبروتينات، تم تلوين الجل الأولي باللون الأزرق Coomassie. تم إجراء SDS- بولي أكريلاميد الكهربائي للهلام (PAGE) على 9 أو 12٪ من المواد الهلامية بولي أكريلاميد. تم نقل البروتينات كهربائيًا إلى أغشية النيتروسليلوز (Hybond ECL RPN3032D؛ Amersham Pharmacia Biotech؛ Little Chalfont، UK) باستخدام جهاز Bio-Rad Mini Protean II (Bio-Rad؛ Hercules، CA، USA). تم حظر البقع باستخدام 5٪ حليب في PBS-T (80 ملي مولار Na2HPO4، 20 ملي مولار NaH2PO4، 100 ملي كلوريد الصوديوم، و0.1% توين -20 عند درجة الحموضة 7.5) لمدة ساعة واحدة؛ المحتضنة طوال الليل عند 4 درجات مع الأجسام المضادة الأولية؛ ويتم احتضانها باستخدام الأجسام المضادة الثانوية المضادة للأرنب أو الفأر أو الماعز بعد ذلك. ثم تم تصور الكتل المناعية باستخدام نظام التألق الكيميائي المعزز. تم قياس مستويات البروتين باستخدام قياس الكثافة. تم قياس الشدة النسبية لإشارات الكتل المناعية عن طريق قياس الكثافة باستخدام برنامج Scion Image for Windows (Scion Corporation، 2000–2001. الإصدار Alpha 4.0.3.2. MD، الولايات المتحدة الأمريكية) وتم التعبير عنها كتغييرات أضعاف بالنسبة لعناصر التحكم. يتم سرد الأجسام المضادة الأولية والثانوية المستخدمة في التطعيم المناعي في الجدول S1.
تفاعل البلمرة المتسلسل في الوقت الحقيقي (PCR في الوقت الحقيقي)
تم إجراء تحليل تفاعل البلمرة المتسلسل كما هو موضح سابقًا [37]. تم تجانس القشرة الكلوية في كاشف Trizol (Invitrogen، Carlsbad، CA، USA). تم استخراج الحمض النووي الريبي (RNA) باستخدام الكلوروفورم، وتم ترسيبه باستخدام الأيزوبروبانول، وغسله بنسبة 75٪ من الإيثانول، ثم تم إذابته في DW. تم تحديد تركيز الحمض النووي الريبي (RNA) عن طريق الامتصاص عند 260 نانومتر (Ultraspec 2000؛ PharMacia Biotech، Cambridge، UK). تم تحديد تعبير mRNA للسيتوكينات الالتهابية وجزيئات الالتصاق بواسطة PCR في الوقت الحقيقي. تم تصنيع [كدنا] عن طريق النسخ العكسي 5 ميكروغرام من الحمض النووي الريبي (RNA) الكلي باستخدام فتيلة oligo (dT) والنسخ العكسي المرتفع II (InvitRogen، Carlsbad، CA، USA). تم قياس كمية [كدنا] باستخدام نظام Smart Cycler II (Cepheid، Sunnyvale، CA، USA)، وتم استخدام SYBR Green للكشف. تم إجراء كل تفاعل PCR في 10 مساءً تمهيدي أمامي، 10 مساءً تمهيدي عكسي، 2X SYBR Green Premix Ex Taq (TAKARA BIO INC، Seta 3-4-1، اليابان)، 0.5 ul cDNA، وH2O لجلب الحجم النهائي إلى 20 ماي. تم تحديد المستويات النسبية لـ mRNA بواسطة PCR في الوقت الفعلي، باستخدام نظام كاشف Rotor-GeneTM 3000 (أبحاث Corbette، Mortlake، NSW، أستراليا). يتم سرد تسلسلات الاشعال في الملف الإضافي 1: الجدول S2. تم إجراء PCR وفقا للخطوات التالية: 1) 95 درجة لمدة 5 دقائق؛ 2) 95 درجة لمدة 20 ثانية؛ 3) 58 إلى 60 درجة لمدة 20 ثانية (الأمثل لكل زوج تمهيدي)، و4) 72 درجة لمدة 30 ثانية للكشف عن SYBR Green. تم تكرار الخطوات من 2 إلى 4 لمدة 40 دورة إضافية، بينما في نهاية الدورة الأخيرة، تمت زيادة درجة الحرارة من 60 إلى 95 درجة لإنتاج منحنى ذوبان. تم جمع البيانات من التفاعل وتحليلها باستخدام برنامج Corbett Research Software. تم استخدام قيم العتبة الحرجة المقارنة من القياسات الرباعية لحساب التعبير الجيني، مع التطبيع إلى GAPDH كعنصر تحكم داخلي. تم إجراء تحليل منحنى الانصهار لتعزيز خصوصية رد فعل التضخيم.
الأنسجة
تم تحضير أنسجة الكلى كما هو موضح سابقًا [37]. تم تثبيت أنسجة الكلى باستخدام بارافورمالدهيد بنسبة 4%، ودمجها في البارافين، وتقطيعها إلى مقاطع يبلغ سمكها 3- ميكرومتر. تم إجراء تلطيخ حمض شيف الدوري وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة (Abcam، Cambridge، MA، USA). بالنسبة للكيمياء المناعية، تم استرجاع أقسام الأنسجة منزوعة الكافيين بواسطة مضادات الجينات عن طريق التسخين عند درجة حرارة 1{{10}}0 لمدة 15 دقيقة في المخزن المؤقت للسيترات، الرقم الهيدروجيني 6.0 (سيجما- ألدريتش). تم تحضين المقاطع طوال الليل عند 4 درجات مع تخفيف الأجسام المضادة الأولية في مانع العازلة (1٪ [وزن / حجم] ألبومين المصل البقري المذاب في 0.3٪ [حجم / حجم] Triton X -100 محضر في PBS [0.3٪ PBS-) ت]). بعد أن تم غسل المقاطع لفترة وجيزة ثلاث مرات بنسبة 0.3٪ PBS-T، تم تحضينها لمدة ساعة واحدة عند درجة حرارة الغرفة مع تخفيف الأجسام المضادة الثانوية في عرقلة المخزن المؤقت. تم حساب درجات الإصابة الأنبوبية بالطريقة الموصوفة مسبقًا [39، 40]. تم قياس درجة الإصابة الأنبوبية عن طريق فحص أكبر من أو يساوي 10 HPF من الوصل القشري النخاعي (× 200 تكبير) في المقاطع الملطخة بـ PAS (n =5 –7). يتم سرد الأجسام المضادة الأولية والثانوية المستخدمة في التحليلات الكيميائية المناعية في الجدول S3. تم اكتشاف موت الخلايا المبرمج للخلايا الظهارية الأنبوبية من خلال تلطيخ TUNEL باستخدام ApopTag Plus Perوكسيدase In Situ Apoptosis Kit (Sigma-Aldrich)، وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة. تم جمع أقسام الأنسجة من جميع الأعضاء الرئيسية مضمنة بالبرافين وملطخة بالهيماتوكسيلين / الأيوزين (H&E) لمقارنة التغيرات النسيجية.
التحليل الإحصائي
يتم التعبير عن النتائج على أنها الخطأ المعياري المتوسط للوسط (SEM). تم إجراء مقارنات متعددة بين المجموعات الثلاث باستخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه (ANOVA) واختبار الفرق الهام الذي أجراه توكي بصدق. تعتبر الاختلافات ذات القيم الاحتمالية الأقل من 0.05 ذات أهمية.







