绿色合成银纳米颗粒抑制人溶菌酶淀粉样聚集的机制研究:神经退行性疾病治疗新策略

《IET Nanobiotechnology》:Mechanistic Insights Into Protein Aggregation Inhibition by Green-Synthesized Silver Nanoparticles: A Study on Human Lysozyme

【字体: 时间:2026年01月17日 来源:IET Nanobiotechnology 4.9

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  本文系统研究了利用橙汁提取物绿色合成银纳米颗粒(AgNPs)及其对人溶菌酶(HLZ)淀粉样聚集的抑制作用机制。通过多种生物物理技术(CD、ANS、ThT、CR、TEM等)证实AgNPs在30 μg/mL浓度下通过分子伴侣样活性显著抑制尿素诱导的HLZ聚集,并在星形胶质细胞模型中展现剂量依赖性神经保护作用,为神经退行性疾病(阿尔茨海默病、帕金森病等)的纳米治疗策略提供了新见解。

  
绿色合成与银纳米颗粒表征
研究采用橙皮提取物作为还原剂和稳定剂,通过绿色合成法制备银纳米颗粒(AgNPs)。紫外-可见光谱在425 nm处观察到特征表面等离子体共振(SPR)吸收峰,证实球形AgNPs的成功合成。透射电镜(TEM)显示颗粒呈球形或卵圆形,尺寸范围为10-50 nm。动态光散射(DLS)和zeta电位分析表明颗粒单分散性良好,平均粒径40 nm,zeta电位-21 mV,负电荷表面赋予纳米颗粒良好的胶体稳定性。
HLZ天然结构变化研究
通过浊度测定发现在6 M尿素诱导下,HLZ在37°C孵育后浊度显著升高,表明蛋白质发生去折叠介导的聚集。加入浓度递增的AgNPs后,浊度呈现浓度依赖性降低,在30 μg/mL时抑制效果达到峰值,更高浓度反而效果下降。内在荧光光谱显示尿素处理导致HLZ在365 nm处的荧光强度急剧下降,而加入AgNPs后荧光强度逐渐恢复,30 μg/mL时最接近天然状态。ANS荧光分析表明尿素处理使HLZ疏水区域暴露,荧光强度增强约5倍;AgNPs处理组荧光强度显著淬灭,30 μg/mL时最大程度抑制了疏水暴露。
HLZ聚集及聚集抑制验证
硫黄素T(ThT)荧光分析显示尿素处理的HLZ样品荧光强度增强超5倍,表明β-片层结构形成;AgNPs处理组荧光强度显著降低,30 μg/mL时最接近天然HLZ。刚果红(CR)吸收光谱显示尿素诱导的HLZ聚集体在505 nm处出现红移和吸光度增强,而AgNPs处理使吸光度逐渐恢复,30 μg/mL时效果最佳。荧光显微镜图像直观显示AgNPs有效减少了HLZ淀粉样纤维的绿色(ThT)和红色(CR)荧光信号。
聚集体形态学分析
TEM直接观察到天然HLZ无聚集结构,尿素处理组形成大量蛋白聚集体,而加入30 μg/mL AgNPs后聚集体数量显著减少。结果表明AgNPs在特定浓度范围内可有效抑制HLZ淀粉样纤维形成,超过最佳浓度后抑制效果不再增强。
AgNPs对HLZ淀粉样聚集诱导的星形胶质细胞毒性的保护作用
细胞活力实验显示HLZ淀粉样聚集体使星形胶质细胞存活率降至64%,而10 μg/mL和30 μg/mL AgNPs共孵育后,细胞存活率呈现剂量依赖性提升至68%和78%。AgNPs通过其抗淀粉样形成特性,可能通过延长滞后相和靶向早期聚集中间体,阻断毒性聚集体形成,从而发挥神经保护作用。
结论
绿色合成的AgNPs在≤30 μg/mL浓度下通过分子伴侣样活性有效抑制HLZ淀粉样聚集,更高浓度时效果减弱。虽然研究在体外条件下进行,但为AgNPs作为神经退行性疾病治疗策略提供了机制基础,未来需在动物模型中进一步验证其疗效和生物安全性。
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