Nanoteknoloji Endüstrisinin Dünyada Hızla Geliştirilmesi Gerekiyor

Lütfen iletişime geçinoscar.xiao@wecistanche.comdaha fazla bilgi için

Soyut

Çinko oksit (ZnO) nanoparçacıkları (NP'ler) genellikle kozmetik ürünlerde, depolarda, biyosensörlerde ve ilaç dağıtımında kullanılır. Akut toksisiteyi test etmek için in vitro ideal sistemler olarak mezenkimal kök hücreler (MSC'ler) kullanılır. Bu çalışmada, ZnO NP'lerin MSC'ler üzerindeki boyuta bağlı sitotoksisite etkileri değerlendirildi. Kemik iliği ve yağ MSC'leri, ortalama boyutları 10-30 ve 35-45 nm olan ZnO NP'leri ile tedavi edildi. 5 ve 10 ug/ml ZnO NP konsantrasyonlarının, sırasıyla 10-30 ve 35-45 nm NP boyutları için güvenli konsantrasyonlar olduğu bulundu.cistanche faydalarıHücre döngüsü analizi, ZnO NP'lerin küçük boyutunun, daha büyük boyuta kıyasla hücrenin DNA sentezine giriş süreci üzerinde daha olumsuz etkileri olduğunu göstermiştir. -galaktosidaz testinin sonuçları, daha küçük boyutlu ZnO NP'leri ile tedavi edilen hücrelerde yaşlanma Forocess'in teşvik edildiğini gösterdi. NP'nin her iki boyutunun da yaşlanmayla ilişkili genler NF-kB ve p53'ü yukarı doğru düzenlediği ve yaşlanma karşıtı gen Nanog'u aşağı doğru düzenlediği bulundu. Özetlemek gerekirse, daha küçük boyuttaki ZnO NP'ler hücrelerdeki yaşlanma sürecini iyileştirebilir.

Daha fazla bilgi için lütfen buraya tıklayın

1. Giriş

Son on yılda, nanoteknoloji endüstrisinin dünya çapında hızla geliştirilmesi gerekiyor. Çinko oksit (ZnO)nanopartiküller (NP'ler) genellikle güzellik bakım ürünlerinde, hangarlarda, biyosensörlerde, ilaç dağıtımında, biyogörüntülemede ve mantar önleyici ve antibakteriyel ajanlar [1-5] olarak kullanılır. ZnO nanoyapıları, bileşik stabilitesi, büyük spesifik yüzey aralığı, yüksek elektron uyumu vurguları ve elektro bileşik aktivitesi gibi birkaç mükemmel özelliğe sahiptir [6]. ZnO NP'ler çoğunlukla güneşten koruyucular, diş macunu ve ihtişam ürünleri gibi kozmetik ürünlerde UV ışığı yayan ilave madde olarak kullanılır [7, 8]. Ticari ürünler için nano yapılı maddelerin yaygın bir şekilde uygulanmasıyla, bu malzemelerin biyogüvenliği, bu maddelerin anormal ve ani tezahürlerinin doğal ve toksikolojik etkilerini araştırmak için düşünülmüştür [9]. Reaktif oksijen türleri (ROS) ve çözünmeyen metal iyonları nedeniyle ZnO gibi nanomalzemeler hücreler üzerinde toksik etkilere sahiptir [10,11].cistanche kolesterolÇeşitli sulu ortamlarda ZnO NP'lerin toksisitesi ultra saf suda fosfat tamponlu saline (PBS) göre daha yüksek olduğundan, ZnO NP'lerin toksisitesi çoğunlukla serbest çinko iyonları ile uyumludur [12]. Ortam ile çinko NP kompleksi daha düşük toksisiteye neden olurken, Zn2 artı iyonların konsantrasyonu büyük ölçüde azalır. Üretilen Zn2 ​​artı çözünmeyen ZnO NP'leri nekroz ve inflamasyonu indükler [13]. ZnO NP'lerin neden olduğu hücreler arası ROS, hücre ölümüne ve mitokondriyal oksidatif fosforilasyonun işlev bozukluğuna neden olur [10].

Cistanche yaşlanmayı geciktirebilir

Çeşitli in vivo deneyler, Zn NP'lerin drosophila [14], balık [15], amfipodlar[16], fareler [17], sıçanlar [18] ve bakteriler [19] gibi çeşitli yaşam formları üzerindeki zararlı etkilerini göstermiştir. Zn NP'lerin ayrıca in vitro toksisite [20-22] gösterdiği bildirilmiştir. ZnO NP'leri ile ilişkili birçok gizli toksisiteye rağmen, çeşitli biyomedikal uygulamalar ve farmasötik amaçlar için yaygın olarak kullanılmaktadırlar [23]. Bu nedenle, bu bileşiğin hücreler üzerindeki toksik etkisini değerlendirmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Toksikoloji araştırmalarında, MSC'ler ideal bir in vivo modelleme olarak kullanılır [24]. Kültürde MSC'lerin izolasyonu ve yayılması kolaydır ve farklılaşmaları uygun stimülasyon yoluyla yapılır. Kemik iliği mezenkimal kök hücreleri (BMSC'ler), kanser ilaçlarının ve diğer bazı sitotoksik ilaçların sitotoksisite testlerine duyarlılık gösterir [25]. Ayrıca, ilaç güvenliğini değerlendirmek ve ilaçları keşfetmek için adipoz kaynaklı mezenkimal kök hücreler (AMSC'ler) kullanılır [26]. Bu nedenle, bu çalışmada, ZnO NP'leri tarafından hedeflenen AMSC'lerin ve BMSC'lerin, yaşlanma gelişimindeki potansiyel riskleri göz önünde bulundurmak için uygun olabileceğini varsaydık. Hücre toksisitesini değerlendirmek için erken toksik süreçlerde rol oynayan bir faktör olan gen ekspresyon testi oldukça önemlidir [26]. Bu nedenle, spesifik bir kök hücre belirteci olarak, mevcut araştırmada toksisiteyi tahmin etmek için Nanog geni kullanılmıştır. Nanog'un kök hücre farklılaşması ve kendini yenilemede iki işlevi vardır [27]. Ayrıca Nanog geni, p27KIPI geninin ekspresyonunu aşağı regüle ederek yaşlanmanın baskılanmasını uyarır [28].cistanche Deserticola yan etkileriGenotoksisiteye klasik yanıtta, hücre proliferasyonunu kısıtlamak için, bozuk genomlardaki p53, hücre döngüsü durmasına ve hücre ölümüne neden olur. Çok sayıda araştırma, yaşlanma sırasında dokulardaki uyarıcı değişiklikleri aktive etmede NF-kB çerçevesinin rolünü vurgulamıştır [29]. Bu nedenle, bu çalışmada, hücre döngüsü testi, galaktosidaz in situ testi ve NF-kB, p53 ve Nanog genlerinin mRNA seviyeleri dikkate alındı.

2 Malzemeler ve yöntemler

2.1 Nanopartiküllerin özellikleri ve karakterizasyonu

Aşağıdaki bilgilere sahip iki farklı boyutta ZnO NP (Sigma Aldrich, ABD) satın alındı: biri 10-30nm ortalama boyuta, artı yüzde 99 saflığa, 5.606g/cm³ yoğunluğa ve yaklaşık 20-60m2/ g yüzey alanı ve diğeri 35-45 nm ortalama boyut, ＋ yüzde 99 saflık, 5.606g/cm³ yoğunluk ve yaklaşık 65m-/g yüzey alanına sahiptir (Şekil 1). Daha sonra, 1 ml PBS içinde 100 ug/ml ZnO NPs süspansiyonu stoku 3 dakika sonikasyon ile hazırlandı.

2.2 Mezenkimal kök hücrelerin izolasyonu

BMSC'ler {{0}}haftalık (200-250 g) erkek sıçanlardan toplanmıştır. Epifizler çıkarıldı, kemik iliği boşluklarına erişildi ve toplam kemik iliği (BM) tıkaçları, Dulbecco'nun modifiye edilmiş kartal ortamı (DMEM) (Laboratories Inc., MA, ABD) artı 10 ml'lik bir şırınga ile tibial ve femur kemiklerinden kızardı. yüzde fetal sığır serumu (FBS).BM örnekleri toplandı ve benzer bir 10 ml'lik şırıngaya eklenen 18 ve 20 gauge'lik art arda arzu iğneleri tarafından tam olarak bozuldu. Daha sonra hücre süspansiyonu 1000 rpm'de 5 dakika santrifüj edildi. Hücreler peletlendikten sonra, yüzde 10 FBS içeren ortamda yeniden süspanse edildi. Bir hücre sayımı sayacını oynamak için, kırmızı kan hücrelerini parçalamak için yüzde 4 asetik asit düşük miktarda süspansiyonla karıştırıldı. Hücrelerin sayımı hemositometre ile yapıldı. Daha sonra, 5x10' hücreler 100 mm'lik bir kültür tabağına yerleştirildi, 37 derecede yüzde 5 CO2'de tutuldu ve her 3-4 günde bir taze bir ortamla değiştirildi [30]. Kollajenaz tip I (ağırlıkça hacme yüzde 0.15) kullanılarak 1 saat 37 derecede, yağ dokusu daha sonra enzimatik olarak ayrıldı. Ayrışmamış partikülleri uzaklaştırmak için süspansiyon bir 70-um filtre ile süzüldü. Daha sonra yüzde 10 (v/v)FBS'li DMEM eklendi ve 700xg'de 5 dakika santrifüjlendi. Son olarak, hücrenin peleti yüzde 1 (h/h) penisilin/streptomisin ve yüzde 10 (h/v)FBS [31] ile DMEM içinde yeniden süspanse edildi.

2.3 Hücre kültürü

AMSC'ler ve BMSC'ler, standart kültür koşullarında (37 derecede, yüzde 5 CO2 ve yüzde 95 nemde) yüzde 1 antibiyotik ve yüzde 10 FBS ile DMEM'de (Laboratories Inc., MA, ABD) kültürlendi[32].

2.4 BMSC'lerin ve AMSCS'nin yüzey işaretleyicilerinin karakterizasyonu

BMSC'ler ve AMSC'ler, 37 derecede 5 dakika hasat edildi, 5 dakika boyunca 200 x g santrifüjleme ile kaplandı ve soğutulmuş PBS ile durulandı. Ardından, CD34-PE, CD90-FITC, CD45-FITC ve CD73-FITC (Thermo Fisher) dahil olmak üzere 5 ul floresan izotiyosiyanat (FITC)-konjuge antikorları Scientific, Almanya), BMSC'lere ve AMSC'lere eklendi ve daha sonra oda sıcaklığında (RT) ve karanlık bir yerde 20 dakika saklandı. Örnekler bir akış sitometresi (BD FACS Calibre; San Jose, CA, ABD) ile değerlendirildi[33, 34].

2.5 In vitro sitotoksisite

NPS'nin sitotoksisite testi için, BMSC'ler ve AMSC'ler {{0}}kuyucuklu plakalara yüzde 70-80 konfluentte kültürlendi, tüm partiküller tam DMEM (yüzde 90 ile yüzde 10 seyreltilmiş NP) içinde süspanse edildi. PBS içeren DMEM)[35]. Son ZnO NP konsantrasyonlarını iyice karıştırmak için her seferinde 5 dakika olmak üzere iki kez banyo sonikasyonu yapıldı. Bu nedenle, BMSC'ler ve AMSC'ler, 24, 48 ve 72 saat boyunca farklı konsantrasyonlarda （0,3,5,10,25 ve 50ug/ml） ZnO NP ile muamele edildi. Daha sonra, tedavi edilen hücrelerin canlılığını test etmek için bir MTT tahlili kullanıldı.cistanche dozajı redditMTT stok solüsyonunun ((3-(4,5-azaltılmış etil tiyazol-2-il)- 2,5-difeniltetrazolyum bromür) hazırlanması 1ml PBS eklenerek yapıldı. karanlık bir yerde 5mg MTT'ye (Sigma, USA) ilave edildi.Daha sonra, 20ul stok solüsyon tüm deney kuyuları (farklı konsantrasyonlarla muamele edilmiş kontrol hücreleri ve ZnO NP'ler) ile karıştırıldı, 10 dakika titreştirildi ve 37 derecede 3 saat inkübe edildi. Son olarak, numuneler inkübatörden çıkarıldı ve DMSO ile karıştırıldı, bu aşamada mor bir renk fark edildi.Pipetleme üzerinde geliştirildi ve 570 nm'de UV varlığında hemen okundu.

2.6 Hücre döngüsü tahlili

BMSC'ler ve AMSC'ler, farklı 6-kuyulu plakalara ekilmiştir. Yüzde 70 hücre birleşmesi gözlemlenirken, güvenli ZnO NP konsantrasyonları (sırasıyla daha küçük ve daha büyük ZnO NP boyutlarında 5 ve 10 ug/ml elde edildi) hücreler üzerinde MTT tahlili için işlendi ve 72 saat 37 derecede (yüzde 5'te) inkübe edildi. CO2). Ortam, 72 saat sonra konfokal diskten çıkarıldı ve iki kez PBS ile yıkandı ve santrifüjlendi. Hücreler, 2 gün boyunca 4 derecede etanol (yüzde 70) kullanılarak sabitlendi. Daha sonra, inkübe edilen hücreler tekrar PBS ile durulandı ve hafifçe çalkalandı, ardından ortam konfokal diskten tamamen çıkarıldı. Daha sonra 10ul RNase eklendi ve 45 dakika inkübe edildi. Boyama için hücreler, 10ul propidium iyodür çözeltisi (Sigma, ABD) ile süspanse edildi. Hücrelerin DNA'sını değerlendirmek için bir akış sitometresi dava edildi [36].

2.7 Hücresel yaşlanma için galaktosidaz in situ tahlili

Hücrelerde yaşlanma testi için yaygın bir biyobelirteç olarak yaşlanma ile ilişkili galaktosidazın (SA-gal) aktivitesi, önceki çalışmalarda olduğu gibi SA- -gal boyama kiti (Thermo Fisher Scientific, Almanya) ile değerlendirildi. [37]. Hücreler 24-kuyu plakalarına ekildi ve güvenli konsantrasyonlarda iki farklı boyutta ZnO NP ile işlendi. Daha sonra, PBS içinde yıkandılar, G/F fiksatif karışımında (yüzde 20 glutaraldehit ＋ yüzde 37 formaldide) sabitlendiler ve oda sıcaklığında 3-5 dakika süreyle inkübe edildiler. Daha sonra hücreler taze bir boyama solüsyonunda (10ml sitrat Na artı 250ul potasyum ferrisiyanür ＋250ul potasyum ferrosiyanür＋100ul MgCl＋250ul NaCl＋200ul X-gal） 2 saat boyunca karanlık bir yerde 37 derecede boyandı. SA- -gal-pozitif hücreler sergileyen yeşil renk, ters ışık mikroskobu kullanılarak görselleştirildi.

2.8 Gerçek zamanlı PCR

İki farklı boyutta ZnO NP içeren BMSC'ler ve AMSC'ler sırasıyla 5 ve 10 ug/ml optimum konsantrasyonlarda işlendi. 48 saat sonra hasat edildiler ve toplam RNA'yı çıkarmak için bir RNA ekstraksiyon kiti (Bio Basic INC) kullanıldı. İlk cDNA dizisi, SYBR Green qPCR MasterMix 2X kiti, SYBR derecesi Premix Ex TaqIM (TaKaRa, Japonya) kullanılarak ters transkripsiyonla sentezlendi. Daha sonra sentezlenen cDNA'nın kalitesi ve miktarı bir NanoDrop ND-1000 spektrofotometresi (Thermo Scientific, Almanya) ile değerlendirildi.cistanche özü faydalarıArdından, hedef gen amplifikasyonu için 2ul cDNA kullanıldı. Özel primerler Primer 3 yazılımı tarafından tasarlandı ve p53, NF-kB ve Nanog genlerinin (General Biotech, Kore) ekspresyonunu yükseltmek için kullanıldı. Primerlerin dizilimi Tablo 1'de sunulmuştur.

İfade seviyeleri, bir temizlik geni olarak GAPDH geninin ifade seviyesine normalleştirildi. Gerçek zamanlı PCR gerçekleştirmek için ilk döngü 95 derecede 3dk ve 40 döngü 20s için 95 derecede, 20s için 60 derecede ve 30s için 72 derecede kullanıldı.

2.9 İstatistiksel analiz

Tüm testler üç kopya halinde yapıldı ve sonuçlar ortalama±standart sapma (SD) olarak gösterildi. Veriler SPSS (IBM Corp. NY, ABD) yazılımına aktarıldı ve iki yönlü varyans analizi (ANOVA) ile analiz edildi.

3. Sonuçlar

3.1 Mezenkimal kök hücrelerin akış sitometrisi analizi

Sıçan mezenkimal kök hücreleri, yağ dokusu ve BM dahil olmak üzere iki kökenden ayrıldı. MSC'lerin yüzey CD işaretleri kontrol edildi ve AMSC'lerin veya BMSC'lerin çoğunluğu (yüzde 98.18 ve 99.62), MSC'lerde pozitif bir yüzey işareti olarak CD90 bulundu (Şekil 2A, B). Ayrıca, AMSC'lerdeki veya BMSC'lerdeki CD73'ün yüzde 94.80 ve yüzde 99.76'sı kesinlikle boyanmıştır (Şekil 2A, B). Ayrıca, BMSC'lerin veya AMSC'lerin önemsiz bir yüzdesi, hematopoietik soyların belirteçleri olan sırasıyla AMSC'lerde veya BMSC'lerde CD45 (0.18 veya yüzde 0,56) ve CD34'ün (yüzde 0,71 veya yüzde 12,65) ekspresyonunu göstermiştir (Şekil 1). .2A, B). Bu moleküler profiller, BMSC'lerin ve AMSC'lerin olağanüstü özelliklerini göstermektedir. Ayrıca, stromal hücrelerin izolasyonu sırasında hematopoietik hücrelerin kaliteli bir şekilde çıkarılmasını ve mezenkimal kök hücrelerin adipoz dokudan ve BM'den izolasyonunu onaylarlar.

3.2 In vitro sitotoksisite

MTT bazlı kolorimetrik sitotoksisite testi, 1,2 ve 3 gün boyunca 10-30 ve 35-45 nm ZnO NP'leri ile tedavilerinin ardından BMSC'lerin veya AMSC'lerin yaşayabilirliğini araştırmak için uygulandı (Şekil 3). Şekil 2'de gösterilen verilere göre, iki farklı ZnO NP boyutunun BMSC'ler veya AMSC'ler üzerindeki etkileri doza ve zamana bağlıydı. 5 ve 10 ug/ml dozlarında 10-30 ve 35-45 nm ZnO NP'leri sırasıyla AMSC'ler ve BMSC'ler için iyi canlılık gösterdi (Şekil 3). Ayrıca, 35-45 nm ZnO NP'li AMSC'lerin ve BMSC'lerin yaşayabilirliği, aynı konsantrasyonlarda doza ve zamana bağlı bir şekilde azaldı (Şekil 3).

3.3 Hücre döngüsü tahlili

ZnO NP'lerin BMSC'lerin ve AMSC'lerin hücre döngüsü dağılımları üzerindeki etkileri, propidium iyodür boyaması kullanılarak incelendi ve akış sitometrisi ile ölçüldü. Şekil 4'te gösterildiği gibi, 10-30nm ZnO NP'leri ile muamele edilmiş AMSC'ler ve BMSC'ler

GO/Gl fazına giren hücre oranının kontrol grubuna göre (sırasıyla yüzde 81,92 ve yüzde 78,76) arttığını belirtti (82.2 ve 82.0yüzde 1). Proliferasyona neden olan sinyaller apoptoz yaşadığında veya eksik olduğunda, hücreler G0/G1'de artış eğilimi gösterir [38].

Ayrıca, 10-30nm ZnO NP'ler ile tedavi edilen AMSC'lerde ve BMSC'lerde, kontrol grubuna (yüzde 10.04 ve 13.47) kıyasla G2/M fazı azaldı (alıcı olarak yüzde 7.38 ve yüzde 9.98), bu da hücrelerin S hücre döngüsü ve G2/M fazları aktif olarak çoğalmıyordu (Şekil 4). Bununla birlikte, 35-45 nm ZnO NP'lerin hücre döngüsü analizi, kontrol grubu G2/M (10.04 ve 13.47) ile karşılaştırıldığında AMSC'lerde ve BMSC'lerde (alıcı olarak yüzde 14.19 ve 16.18) G2/M faz hücrelerinin artan bir birikimini gösterdi. yüzde ), hücre döngüsü sürecinin gecikmesini gösterir (Şekil 4). DNA zarar gördüğünde, G2 kontrol noktası hücrelerin mitozunu engeller ve her yavru hücreye hatasız genom kopyalarının çoğalmasını sağlar.

3.4 Galaktosidaz in situ tahlili

Beta-galaktosidaz enzim aktivitesi, bu çalışmada 10-30 ve 35-45 nm ZnO NP'lerin BMSC'lerin ve AMSC'lerin yaşlanması üzerindeki etkisini kontrol etmek için kullanıldı. Sonuçlarımız, pozitif yeşil boyamalı hücre alanlarının ZnO NP ile tedavi edilen grupta kontrol grubuna kıyasla her iki sıçan kök hücre tipinde daha sık gözlendiğini gösterdi (Şekil 5A, B).

Normal hücrelerde asit lizozomal-galaktosidazlar üretildi ve kontrol gruplarında gözlendiği gibi lizozomda toplandı. Ancak yaşlanmış hücrelerde, lizozom, ZnO NP'leri ile tedavi edilen hücrelerde tespit edildiği gibi, yaşlanma ile ilişkili -galaktosidaz (SA- -gal) olarak adlandırılan bir üst düzey -galaktosidaz üretti ve üretti (Şekil 5). SA-gal'in pozitif hücreleri, parlak alan mikroskopisi altında mavi-yeşil boyandı. Tedavi edilen her iki hücre de kontrol gruplarıyla karşılaştırıldığında pozitifti. En yüksek mavi-yeşil renk 10-30nm ZnO NP'lere sahip AMSC'lerde elde edildi (Şekil 5A).

3.5 Gerçek zamanlı PCR

NF-kB, P53 ve Nanog genlerinin nispi ekspresyonu, 10-30 ve 35-45 içinde 5 ve 10ug/ml ZnO NP'lere maruz bırakılan hem BMSC'ler hem de AMSC'ler üzerinde bir temizlik geni olarak GAPDH'ye göre değerlendirildi. nm boyutları sırasıyla 48h'den sonra. 10-30 ve 35-45 nm ZnO NP'leri ile tedavi edilen hücrelerde Nanog genlerinin ekspresyon sonuçları önemli ölçüde gösterdi (P<0.01)lower regulation="" in="" the="" amscs="" (fig.6a)="" and="" bmscs="" in="" comparison="" with="" the="" control="" group="" (fig.="">

10-30nm ZnO NP'leri ile tedavi edilen hücreler, ile tedavi edilen hücrelere kıyasla Nanog geninin daha düşük ekspresyonu gösterdi.

4. Tartışma

Bu çalışma, iki boyuttaki ZnO NP'nin BMSC'ler ve AMSC'ler üzerindeki toksik etkilerini değerlendirdi;10-30nm daha küçük boyut ve 35-45nm daha büyük boyut olarak. Sonuçlar, ZnO NP'lerin daha küçük boyutunun, daha büyük boyutundan daha toksik bir etkiye sahip olduğunu ortaya koydu. NP'lerin yüzey bölgesi ve partikül boyutu, toksikolojik açıdan önemli malzeme nitelikleridir. Parçacık boyutu küçüldükçe, yüzey bölgesi yükselir ve parçacıkların veya atomların daha yüksek ölçüde malzemenin iç tarafının aksine yüzeysel olarak gösterilmesine izin verir [39].

50 nm'den küçük nanomalzemeler, küçük boyutları, yüksek yüzey bölgeleri, düşük maliyetleri, gelişmiş reaktiviteleri ve hücre bölücülere kolay girişleri nedeniyle benzersiz Fiziko-kimyasal özellikler gösterirler [40-42]. MTT tahlil sonuçlarımıza göre, incelenen daha küçük ve daha büyük boyutlarda ZnO NP'lerinin optimum ve güvenli konsantrasyonları, kontrol gruplarıyla karşılaştırıldığında sırasıyla 5 ve 10 ug/ml idi. Hücre döngüsü analizimiz, 10-30 nm büyüklüğündeki güvenli ZnO NP konsantrasyonlarının, S ve GO/G1 fazlarındaki hücre sayısını azaltarak AMSC'ler üzerinde toksik etkilere sahip olduğunu göstermiştir, bu da hücre döngüsü sürecinin durdurulduğunu ve kaybını gösterir. sürücü çoğalma sinyallerinin. 35-45 nm boyutundaki ZnO NP'leri, G2/M ve S fazlarındaki hücreleri azaltarak hücre döngüsü sürecinin gecikmesine neden oldu.

Çalışma sonuçlarımız, NP'lerin DNA veya organellere zarar vererek hücrenin ölümüne yol açabileceğini gösteren diğer çalışmaların sonuçları ile uyumludur [43, 44]. ZnO NP'lerin etkisinin sınırlı toksikolojik raporları olmasına rağmen, ZnO NP'nin in vitro sitotoksik etkileri hakkında birkaç rapor vardır [45-47]. Bir çalışma, oksidatif stresin 10 ug/ml ZnO NP konsantrasyonuyla [48] TR146 hücrelerinde ve 15 ug/ml konsantrasyonuyla [49] SH-SY5Y hücrelerinde aktive olduğunu göstermiştir. 17.69 ug/ml ZnO NPs 【20】 ile THP-1 hücrelerinde salınan bir pro-inflamatuar sitokin. DNA hasarı ayrıca insan kolon karsinomu hücrelerinde [50] 6.4 ug/ml ZnO NP konsantrasyonunda ve sıçan böbreklerinin epitel hücrelerinde [51] 12.5 ug/ml konsantrasyonda yapılmıştır. Nanomalzemelerle temas kaçınılmazdır çünkü bunlar günlük hayatımızın bir parçası haline gelmektedir; buna göre nanomalzeme araştırmalarının toksisitesi dikkate alınır [52]. Şekil 9, memeli hücresindeki ZnO NP'lerin etkileşimini gösterir. Yaşlanmış hücrelerin belirlenmesi, artan bir lizozomal-galaktosidaz aktivite seviyesi gösterdi [53]. SA- -gal test sonuçlarımız, hem daha küçük hem de daha büyük boyutlardaki (10-30 ve 35-45 nm) ZnO NP'lerinin hücreleri lizozom üretmesi için uyardığını gösterdi. Bununla birlikte, kontrol grubu ile karşılaştırıldığında 10-30 nm ZnO NP'ye maruz kalan hücrelerde yüksek lizozomal seviyelerde yüksek mavi-yeşil bir renk indüklendi.

P53, güçlü tümör susturucu aktivitesinin ve yaşlanma kontrolörünün yaşam boyu mükemmellik kalitesi olarak çalışır [54]. p53, muhtemelen yaşlanma üzerindeki çift etkisinden dolayı oksidatif stresi azaltabilir ve artırabilir. Gerçek zamanlı PCR sonuçlarımız, her iki boyutta ZnO NP'ye maruz kalan hücrelerde p53 ve NF-kB genlerinin önemli ölçüde yukarı regüle edilmiş bir ifadesini gösterdi. Bununla birlikte, bu genlerin en yüksek aşırı ekspresyonu, daha küçük boyutlu (10-30nm) NP'lerle tedavi edilen hücrelerde tespit edildi. Ayrıca, Nanog geninin mRNA seviyesi, yaşlanma karşıtı bir gen olarak kabul edildi. Nanog geni için, çalışmamızın sonuçları, tedavi edilen her iki hücrede de incelenen her iki ZnO NP boyutunda önemli ölçüde aşağı regüle olduğunu gösterdi. Bununla birlikte, 10-30nm boyutundaki en düşük aşağı düzenleme, ZnO NP'lerin daha küçük boyutta daha büyük boyutta (35-45 nm) olduğundan daha toksik olabileceğini göstermiştir.

5. Sonuç

ZnO NP'leri (10-30 ve 35-45 nm), hücreleri yaşlanma sürecine yönlendirir. ZnO NP'lerin daha küçük boyutu, DNA sentezi üzerinde daha büyük boyuttan daha fazla toksik etkiye sahiptir. En yüksek -galaktosidaz boyaması, daha büyük boyuttaki ZnO NP'lerinden daha küçük boyutta gözlendi. Ek olarak, her iki boyutla tedavi edilen ZnO NP hücrelerinde yaşlanma ile ilgili genlerin (NF-kB ve p53) önemli bir aşırı ekspresyonu elde edildi. Ayrıca, ZnO NP'leri ile tedavi edilen hücrelerde yaşlanma karşıtı genin (Nanog) önemli bir aşağı regülasyonu elde edildi.

Bu makale Journal of Materials Science: Materials in Medicine (2021) 32:128https://doi.org/10.1007/s10856-021-06602-x'ten alınmıştır.