研究?jī)?nèi)容：
揭示納米材料作用下淀粉樣蛋白原纖維的分解機(jī)制是其未來成功用于治療神經(jīng)退行性疾病和淀粉樣蛋白相關(guān)疾病的關(guān)鍵問題。本文合成了由?Arg-Cys?二肽穩(wěn)定的金納米團(tuán)簇，通過使用硫黃素-T (ThT)?熒光測(cè)定法和原子力顯微鏡研究了其對(duì)?Aβ原纖維的解聚活性。研究表明，Au(RC)NCs?在分解預(yù)先形成的Aβ原纖維方面非常有效，其特點(diǎn)是在10μg·mL?-1的劑量下具有超低的表觀完全分解濃度。因此，提出了一種可能的基于?Au(RC)NCs?的分解機(jī)制，該機(jī)制觸發(fā)了Aβ原纖維分解的動(dòng)態(tài)平衡。適當(dāng)劑量（5μg·mL?-1）的Au(RC)NCs的引入可以觸發(fā)成熟Aβ原纖維的分解過程進(jìn)入臨界狀態(tài)，此時(shí)如果沒有更多的納米分解劑，舊Aβ原纖維的破壞和新Aβ原纖維的形成因此處于永久動(dòng)態(tài)平衡；相反，如果有更多的納米解體劑（>10μg·mL-1），則動(dòng)態(tài)平衡傾向于向Aβ進(jìn)一步解體的方向移動(dòng)。此外，在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中Au(RC)NCs劑量超過10μg·mL-1時(shí)對(duì)?Aβ誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性表現(xiàn)出極好的保護(hù)作用。該研究不僅提出了淀粉樣蛋白原纖維在納米材料作用下可能的分解機(jī)制，而且提供了?Au(RC)NCs?作為一種有前途的高效納米分解劑來分解多余的淀粉樣蛋白聚集體。
示意圖1：本文中的機(jī)理示意圖
要點(diǎn)一：?
本研究合成了一種新的金納米團(tuán)簇Au（RC）NCs，研究其對(duì)Aβ原纖維的解聚活性。與之前工作中的其他分解劑相比，本工作中的Au（RC）NCs在分解預(yù)制Aβ原纖維方面表現(xiàn)出最佳效果，其特征是在劑量為10μg·mL?-1時(shí)的超低表觀完全分解濃度。
要點(diǎn)二：?
本文從動(dòng)力學(xué)角度提出了一種可能的解聚機(jī)制，該機(jī)制基于Au（RC）NCs觸發(fā)Aβ原纖維分解的動(dòng)態(tài)平衡。過量的納米分解劑（>10μg·mL?-1）使動(dòng)態(tài)平衡傾向于向Aβ進(jìn)一步分解的方向轉(zhuǎn)移。本研究不僅提出了淀粉樣蛋白原纖維在納米材料作用下可能的降解機(jī)制，而且還提供了Au（RC）NCs作為一種有希望的高效納米分解劑來分解過量的淀粉樣蛋白聚集體，這可能是淀粉樣蛋白相關(guān)疾病的一種潛在治療策略。
圖1：Au（RC）NCs的合成與表征。（A）Au（RC）NCs合成過程示意圖。Au（RC）NCs的電噴霧質(zhì)譜（B）、XPS光譜（C）、TEM圖像（D）、紫外-可見吸收光譜（E）和FT-IR光譜（F）。
圖2：Au(RC)NCs對(duì)Aβ40纖顫的影響。(A) 20μmolL-1Aβ40與0mgL-1(黑色曲線)、1?mgL-1?(紅色曲線)、5?mgL-1?(橙色曲線)、10?mgL-1?(綠色曲線)和25?mgL-1?(藍(lán)色曲線) Au(RC)NCs在pH=7.4的PBS溶液中37℃時(shí)共孵育144 h的纖顫動(dòng)力學(xué)(ThT測(cè)定)曲線。(B-E) 20μmolL-1Aβ40與1 (B)、5 (C)、10 (D)和25 (E) mgL-1Au(RC)NCs共孵育144 h后的AFM圖像。(F) AFM圖像定量分析。(G-H) 20μmolL-1Aβ40不加(G)或與Au(RC)NCs (H)共孵育0(黑色曲線)、12(紅色曲線)或24 (橙色曲線)小時(shí)的CD光譜。(I)利用DichroWeb對(duì)CD光譜進(jìn)行二級(jí)結(jié)構(gòu)含量定量分析。
圖3:?Au（RC）NCs對(duì)預(yù)制Aβ40纖維的拆卸作用。（A-B）在25μg·mL?-1的Au（RC）NCs存在下與預(yù)成熟Aβ40原纖維（20μmol·L?-1）共孵育0、3、6、12、24和48小時(shí)后的時(shí)間依賴性表觀尺寸（A）和代表性數(shù)量分布（B）。（C-D）在不存在或存在25μg·mL?-1的Au（RC）NCs的情況下與預(yù)成熟Aβ40原纖維（20μmol·L?-1）共孵育0、3、6、12、24和48小時(shí)后的代表性AFM圖像（C）和相應(yīng)的定量分析結(jié)果（D）。（E-F）25μg·mL?-1的Au（RC）NCs與預(yù)成熟Aβ40原纖維（20μmol·L?-1）共孵育0、6、12、24和48小時(shí)的實(shí)時(shí)CD光譜監(jiān)測(cè)（E）和相應(yīng)的二級(jí)結(jié)構(gòu)定量分析（F）。
圖4：（A）20μmol·L?-1Aβ40溶在10 mmol·L?-1PBS（pH=7.4，37℃）溶液中，在72小時(shí)添加不同劑量0（黑色）或1（紅色）、5（橙色）、10（綠色）和25（藍(lán)色）μg·mL?-1的Au（RC）NCs的動(dòng)力學(xué)（ThT熒光測(cè)定）曲線。（B）圖4A紅框中的動(dòng)力學(xué)細(xì)節(jié)。（C）ThT和β片的分子對(duì)接結(jié)果。（D）當(dāng)Au（RC）NCs分解成熟的Aβ原纖維時(shí)，溶液中游離ThT結(jié)合到分解的β片上的示意圖。（E）20μmol·L?-1Aβ40在第12、24、36、48、60、72小時(shí)的不同時(shí)間點(diǎn)添加20μmol·L?-1ThT的纖纏動(dòng)力學(xué)曲線。（F）20μmol·L?-1Aβ40?在72小時(shí)時(shí)添加20μmol·L?-1ThT（橙色曲線）或25μg·mL?-1Au（RC）NCs和20μmol·L?–的ThT（藍(lán)色曲線）的混合物的動(dòng)力學(xué)曲線。
圖5：從動(dòng)力學(xué)角度提出了Au（RC）NCs分解預(yù)成熟Aβ纖維的可能機(jī)制。
圖6：Au（RC）NCs對(duì)Aβ誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性的保護(hù)作用。（A）0到100μg·mL?-1不同濃度時(shí)PC-12細(xì)胞與Au（RC）NCs共孵育24小時(shí)后的存活率。（B）Aβ40在不同濃度（0至25μg·mL?-1）Au（RC）NCs處理后PC-12細(xì)胞的存活率。（C）20μmol·L?-1Aβ40在不存在（紅色）或存在（藍(lán)色）25μg·mL?-1?Au（RC）NCs 3、6、12、24和48小時(shí)的情況下對(duì)PC-12細(xì)胞的存活率。（D-E）PC-12細(xì)胞與Aβ40纖維在不存在（D）或與存在25μg·mL?-1Au（RC）NCs（E）共同培養(yǎng)3小時(shí)、6小時(shí)和12小時(shí)下的細(xì)胞形態(tài)學(xué)。
參考文獻(xiàn)
Guanbin Gaoa1,*, Ting Zhang1, Wenkang Zhang, Zhuoying Luo, Zijun Zhang, Zhenhua Gu,Liangchong Yu,Qinxue Mu, Taolei Sun*.High efficiency and related mechanism of Au(RC) nanoclusters on?disaggregating Ab fibrils.?Journal of Colloid and Interface Science?.?2022, 621, 67-76.
