Các hạt nano oxit kẽm thúc đẩy quá trình lão hóa trong cách thức phụ thuộc vào kích thước

Xin vui lòng liên hệoscar.xiao@wecistanche.comđể biết thêm thông tin

trừu tượng

Các hạt nano kẽm oxit (ZnO) (NP) thường được sử dụng trong các mặt hàng mỹ phẩm, nhà kho, cảm biến sinh học và phân phối thuốc. Như các hệ thống lý tưởng trong ống nghiệm, tế bào gốc trung mô (MSC) được sử dụng để kiểm tra độc tính cấp tính. Trong nghiên cứu này, tác động gây độc tế bào phụ thuộc vào kích thước của các NP ZnO trên MSC đã được đánh giá. MSC của tủy xương và mô mỡ được xử lý bằng các NP ZnO với kích thước trung bình là 10-30 và 35-45 nm. Nồng độ 5 và 10ug / ml của ZnO NP được coi là nồng độ an toàn cho các kích thước NP 10-30 và 35-45 nm, tương ứng.lợi ích cistanchePhân tích chu kỳ tế bào chỉ ra rằng kích thước nhỏ của các NP ZnO có tác động tiêu cực hơn đến quá trình xâm nhập của tế bào để tổng hợp DNA khi so sánh với kích thước lớn hơn. Kết quả của thử nghiệm -galactosidase cho thấy sự thúc đẩy quá trình Forocess già trong các tế bào được xử lý bằng các NP ZnO có kích thước nhỏ hơn. Cả hai kích thước của NP được tìm thấy để điều chỉnh các gen liên quan đến lão hóa NF-kB và p53 và điều chỉnh giảm gen chống lão hóa Nanog. Tóm lại, kích thước nhỏ hơn của các NP ZnO có thể tăng cường quá trình lão hóa trong tế bào.

Vui lòng bấm vào đây để biết thêm

1. Giới thiệu

Trong thập kỷ gần đây, ngành công nghệ nano cần được phát triển nhanh chóng trên toàn thế giới. Các hạt nano kẽm oxit (ZnO) (NP) thường được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc sắc đẹp, nhà kho, cảm biến sinh học, phân phối thuốc, phân hủy sinh học cũng như các chất kháng nấm và kháng khuẩn [1-5]. Cấu trúc nano ZnO có một số đặc tính tuyệt vời cũng như độ ổn định com-pound, phạm vi bề mặt cụ thể lớn, các điểm nổi bật tương ứng điện tử cao và hoạt động của hợp chất điện [6]. Phần lớn các NP của ZnO được sử dụng làm chất phân tán tia cực tím trong các sản phẩm mỹ phẩm như kem chống nắng, kem đánh răng và các sản phẩm tráng lệ [7, 8]. Với việc áp dụng rộng rãi các tiểu cấu trúc nano cho các vật phẩm thương mại, an toàn sinh học của các vật liệu này đã được xem xét để khám phá các tác động tự nhiên và độc học của dị ứng và biểu hiện tức thì của các chất này [9]. Do các loại oxy phản ứng (ROS) và các ion kim loại không hòa tan, các vật liệu nano như ZnO có tác động độc hại lên tế bào [10,11].cholesterol cistancheVì độc tính của các NP ZnO trong nước siêu tinh khiết cao hơn so với trong nước muối đệm photphat (PBS) trong các môi trường nước khác nhau, nên độc tính của các NP ZnO hầu hết phù hợp với các ion kẽm tự do [12]. Trong khi kẽm NP tạo phức với môi trường gây ra độc tính thấp hơn, nồng độ của các ion Zn2 ​​cộng lại giảm đáng kể. Zn2 tạo ra cộng với các NP ZnO không hòa tan gây ra hoại tử và viêm [13]. ROS gian bào, do ZnO NPs, gây ra chết tế bào và rối loạn chức năng phosphoryl hóa oxy hóa ty thể [10].

Cistanche có thể chống lão hóa

Một số thí nghiệm in vivo đã chỉ ra tác hại của Zn NP đối với các dạng sống khác nhau như drosophila [14], cá [15], động vật chân không [16], chuột [17], chuột cống [18] và vi khuẩn [19]. Các NP của Zn cũng đã được báo cáo là có độc tính trong ống nghiệm [20-22]. Mặc dù có nhiều độc tính tiềm ẩn liên quan đến các NP ZnO, chúng vẫn được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng y sinh và dược phẩm khác nhau [23]. Do đó, nghiên cứu sâu hơn là cần thiết để đánh giá tác động độc hại của hợp chất này đối với tế bào. Trong nghiên cứu độc chất học, MSCs được sử dụng như một mô hình in vivo lý tưởng [24]. Việc phân lập và mở rộng MSC trong nuôi cấy rất dễ dàng, và sự khác biệt của chúng được thực hiện thông qua kích thích thích hợp. Tế bào gốc trung mô tủy xương (BMSCs) cho thấy sự nhạy cảm với các xét nghiệm gây độc tế bào của thuốc điều trị ung thư và một số thuốc gây độc tế bào khác [25]. Hơn nữa, tế bào gốc trung mô có nguồn gốc từ mỡ (AMSCs) được sử dụng để đánh giá độ an toàn của thuốc và phát hiện ra thuốc [26]. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi cho rằng AMSC và BMSC được nhắm mục tiêu bởi các NPN ZnO có thể phù hợp để xem xét các rủi ro tiềm ẩn trong quá trình phát triển già cỗi. Để đánh giá độc tính của tế bào, xét nghiệm biểu hiện gen, một yếu tố đóng vai trò trong các quá trình gây độc sớm, có ý nghĩa rất lớn [26]. Do đó, như một dấu hiệu tế bào gốc cụ thể, gen Nanog đã được sử dụng trong nghiên cứu hiện tại để dự đoán độc tính. Nanog có hai chức năng trong quá trình biệt hóa và tự đổi mới tế bào gốc [27]. Hơn nữa, gen Nanog kích thích ức chế sự lão hóa bằng cách điều chỉnh giảm sự biểu hiện của gen p27KIPI [28].tác dụng phụ của cistanche DesticolaTheo phản ứng cổ điển đối với độc tính gen, để hạn chế sự tăng sinh của tế bào, p53 trong các bộ gen bị hỏng gây ra bắt giữ chu kỳ tế bào và chết tế bào. Nhiều cuộc điều tra đã làm nổi bật vai trò của khung NF-kB trong việc kích hoạt những thay đổi kích thích ở các mô trong quá trình lão hóa [29]. Do đó, trong nghiên cứu này, xét nghiệm chu kỳ tế bào, xét nghiệm galactosidase tại chỗ và mức mRNA của các gen NF-kB, p53 và Nanog đã được xem xét.

2. Vật liệu và phương pháp

2.1 Tính chất và đặc điểm của hạt nano

Hai kích thước khác nhau của các NPN ZnO (Sigma Aldrich, Hoa Kỳ) với thông tin sau đã được mua: một có kích thước trung bình 10-30 nm, cộng với độ tinh khiết 99 phần trăm, mật độ 5,606g / cm³ và khoảng 20-60 m2 / diện tích bề mặt g và vùng còn lại có kích thước trung bình 35-45 nm, độ tinh khiết ＋ 99 phần trăm, mật độ 5,606g / cm³ và diện tích bề mặt khoảng 65m- / g (Hình 1). Sau đó, một lượng huyền phù 100ug / ml ZnO NPs trong 1 ml PBS được chuẩn bị bằng phương pháp siêu âm trong 3 phút.

2.2 Phân lập tế bào gốc trung mô

BMSCs được chọn từ những con chuột đực {{0}} tuần tuổi (200-250 g). Phần biểu sinh đã được loại bỏ, các khoang tủy được tiếp cận và toàn bộ các đầu cắm tủy xương (BM) được đẩy ra khỏi xương chày và xương đùi bằng một ống tiêm 10ml chứa môi trường bàng cải tiến của Dulbecco (DMEM) (Laboratories Inc., MA, USA) cộng với 10 Phần trăm huyết thanh bò thai (FBS) .BM mẫu được thu thập và chính xác làm thất vọng bởi các kim mong muốn liên tiếp có kích thước 18 và 20 được gắn vào một ống tiêm 10ml tương tự. Sau đó, huyền phù tế bào được ly tâm trong 5 phút ở tốc độ 1000 vòng / phút. Sau khi đóng viên các tế bào, chúng được tiếp tục lại trong môi trường với 10% FBS. Để tạo ra máy đếm tế bào, axit axetic 4% được trộn với một lượng thấp huyền phù để làm đông cứng các tế bào hồng cầu. Việc đếm tế bào được thực hiện bằng máy đo huyết cầu. Sau đó, các tế bào 5 × 10 'được mạ trong đĩa nuôi cấy 100mm, được giữ trong 5% CO2 ở 37 độ và được thay đổi bằng môi trường mới mỗi 3-4 ngày [30]. Sử dụng collagenase loại I (0,15 phần trăm trọng lượng theo thể tích) trong 1h ở 37 độ, mô mỡ sau đó được tách bằng enzym. Để loại bỏ các hạt không phân ly, huyền phù được lọc bằng bộ lọc 70- um. Sau đó, DMEM với 10 phần trăm (v / v) FBS được thêm vào và ly tâm ở 700 × g trong 5 phút. Cuối cùng, viên tế bào được tiếp tục trong DMEM với 1 phần trăm (v / v) penicillin / streptomycin và 10 phần trăm (v / v) FBS [31].

2.3 Nuôi cấy tế bào

AMSCs và BMSCs được nuôi cấy trong DMEM (Laboratories Inc., MA, USA) với 1% kháng sinh và 10% FBS trong điều kiện nuôi cấy tiêu chuẩn (ở 37 độ, 5% CO2 và 95% độ ẩm) [32].

2.4 Đặc điểm của các điểm đánh dấu bề mặt của BMSC và AMSCS

BMSCs và AMSCs được thu hoạch trong 5 phút ở 37 độ, được mạ bằng cách ly tâm 200 × g trong 5 phút, và rửa sạch bằng PBS ướp lạnh. Tiếp theo, 5 kháng thể liên hợp huỳnh quang isothiocyanate (FITC), bao gồm CD 34- PE, CD 90- FITC, CD 45- FITC và CD 73- FITC (Thermo Fisher Scientific, Đức), đã được thêm vào BMSC và AMSC và sau đó được bảo quản ở nhiệt độ phòng (RT) và nơi tối trong 20 phút. Các mẫu được đánh giá bằng máy đo lưu lượng tế bào (BD FACS Calibre; San Jose, CA, USA) [33, 34].

2.5 Độc tính tế bào in vitro

Để kiểm tra độc tính tế bào của NPS, BMSCs và AMSCs được nuôi cấy vào {{0}} đĩa giếng ở mức hợp lưu 70-80 phần trăm, tất cả các hạt đều lơ lửng trong DMEM hoàn chỉnh (10 phần trăm NP được pha loãng với 90 phần trăm DMEM chứa PBS) [35]. Sonication được thực hiện hai lần, mỗi lần trong 5 phút, để trộn đều các nồng độ ZnO NP cuối cùng. Do đó, các BMSC và AMSC được xử lý với các nồng độ khác nhau （0,3,5,10,25 và 50ug / ml） của ZnO NP trong 24, 48 và 72 giờ. Sau đó, một xét nghiệm MTT được sử dụng để kiểm tra khả năng sống sót của các tế bào được xử lý.liều lượng cistanche redditChuẩn bị dung dịch gốc MTT ((3- (4, 5- giảm bớt ethyl thiazole -2- yl) - 2, 5- diphenyltetrazolium bromide) được thực hiện bằng cách thêm 1ml PBS đến 5mg MTT (Sigma, Hoa Kỳ) ở nơi tối. Sau đó, 20ul dung dịch gốc được trộn với tất cả các giếng thí nghiệm (tế bào đối chứng và ZnO NP được xử lý với các nồng độ khác nhau), rung trong 10 phút và ủ ở 37 độ trong 3 giờ Cuối cùng, các mẫu được tách ra khỏi tủ ấm và trộn với DMSO, với màu tím đáng chú ý ở giai đoạn này, chúng được phát triển qua pipet và đọc ngay lập tức trong sự có mặt của UV ở bước sóng 570nm.

2.6 Thử nghiệm chu kỳ tế bào

BMSC và AMSC được gieo vào 6- đĩa giếng khác nhau. Trong khi 70% sự kết hợp tế bào được quan sát, nồng độ các NPN ZnO an toàn (5 và 10ug / ml ở các kích thước nhỏ hơn và lớn hơn của các NPN ZnO được thu được, tương ứng) được xử lý trên các tế bào để thử nghiệm MTT và ủ trong 72h ở 37 độ (5% CO2). Phương tiện được lấy ra khỏi đĩa đồng tiêu sau 72 giờ và được rửa bằng PBS hai lần và ly tâm. Các tế bào được cố định bằng cách sử dụng ethanol (70%) ở 4 độ trong 2 ngày. Sau đó, các tế bào đã ủ lại được rửa lại bằng PBS và lắc nhẹ, sau đó môi trường được loại bỏ hoàn toàn khỏi đĩa đồng tiêu. Tiếp theo, 10ul RNase được thêm vào và ủ trong 45 phút. Để nhuộm, các tế bào được treo bằng dung dịch 10ul propidium iodide (Sigma, Mỹ). Một máy đo dòng chảy đã bị kiện để đánh giá DNA của các tế bào [36].

2.7 Xét nghiệm Galactosidase tại chỗ cho sự lão hóa của tế bào

Hoạt động của men lão hóa-galactosidase (SA-gal), như một dấu ấn sinh học phổ biến để xét nghiệm lão hóa trong tế bào, được đánh giá bằng bộ nhuộm SA - - gal (Thermo Fisher Scientific, Đức) giống như trong các nghiên cứu trước đây [37]. Tế bào được gieo hạt trong 24- đĩa giếng và được xử lý bằng hai kích thước khác nhau của ZnO NP với nồng độ an toàn. Tiếp theo, chúng được rửa trong PBS, cố định trong hỗn hợp cố định G / F (20 phần trăm glutaraldehyde ＋ 37 phần trăm formaldyde), và ủ ở RT trong 3-5 phút. Sau đó, các tế bào sau đó được nhuộm trong dung dịch nhuộm mới (10ml citrat Na cộng với 250ul kali ferricyanide ＋ 250ul kali ferrocyanide ＋ 100ul MgCl ＋ 250ul NaCl ＋ 200ul X-gal） trong 2 giờ ở nơi tối ở 37 độ. SA - - tế bào gal dương trưng bày màu xanh lục được hình dung bằng kính hiển vi ánh sáng ngược.

2.8 PCR thời gian thực

Các BMSC và AMSC với hai kích thước khác nhau của các NP ZnO được xử lý ở nồng độ tối ưu lần lượt là 5 và 10 ug / ml. Chúng được thu hoạch sau 48 giờ và một bộ dụng cụ chiết xuất RNA (Bio Basic INC) được sử dụng để chiết xuất RNA tổng số. Sợi đầu tiên của cDNA được tổng hợp bằng cách phiên mã ngược sử dụng bộ SYBR Green qPCR MasterMix 2X, SYBR độ Premix Ex TaqIM (TaKaRa, Nhật Bản). Sau đó, chất lượng và số lượng của cDNA tổng hợp được đánh giá bằng máy quang phổ NanoDrop ND -1000 (Thermo Scientific, Đức).lợi ích chiết xuất cistancheSau đó, 2ul cDNA được sử dụng để khuếch đại gen mục tiêu. Các đoạn mồi cụ thể được thiết kế bởi phần mềm Primer 3 và được sử dụng để khuếch đại sự biểu hiện của các gen p53, NF-kB và Nanog (General Biotech, Korea). Trình tự của các mồi được trình bày trong Bảng 1.

Các mức độ biểu hiện đã được bình thường hóa thành mức độ biểu hiện của gen GAPDH như một gen quản lý nhà. Để thực hiện PCR thời gian thực, chu kỳ đầu tiên ở 95 độ trong 3 phút và 40 chu kỳ ở 95 độ trong 20 giây, ở 60 độ trong 20 giây và ở 72 độ trong 30 giây được sử dụng.

2.9 Phân tích thống kê

Tất cả các thử nghiệm được thực hiện ba lần và kết quả được hiển thị dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn (SD). Dữ liệu được đưa vào phần mềm SPSS (IBM Corp. NY, USA) và được phân tích bằng phương pháp phân tích hai chiều (ANOVA).

3. Kết quả

3.1 Phân tích đo tế bào dòng chảy của tế bào gốc trung mô

Tế bào gốc trung mô của chuột được tách ra từ hai nguồn gốc, bao gồm mô mỡ và BM. Các điểm đánh dấu CD bề mặt của MSC đã được kiểm tra và phần lớn AMSC hoặc BMSC (98,18 và 99,62 phần trăm) được tìm thấy cho CD9 0 như một điểm đánh dấu bề mặt dương tính trong MSC (Hình 2A, B). Hơn nữa, 94,8 0 và 99,76 phần trăm CD73 trong AMSC hoặc BMSC chắc chắn đã bị nhuộm màu, tương ứng (Hình 2A, B). Hơn nữa, một tỷ lệ phần trăm BMSC hoặc AMSC có thể bỏ qua cho thấy sự biểu hiện của CD45 (0. 18 hoặc 0,56 phần trăm) và CD34 (0,71 hoặc 12,65 phần trăm) trong AMSC hoặc BMSC, tương ứng là các dấu hiệu của các dòng tạo máu (Hình .2A, B). Các cấu hình phân tử này chứng minh các đặc tính đặc biệt của BMSC và AMSC. Hơn nữa, họ chấp thuận việc loại bỏ chất lượng các tế bào tạo máu và phân lập tế bào gốc trung mô từ mô mỡ và BM trong quá trình phân lập tế bào mô đệm.

3.2 Độc tính tế bào in vitro

Thử nghiệm độc tế bào so màu dựa trên MTT được áp dụng để khảo sát khả năng tồn tại của các BMSC hoặc AMSC sau khi xử lý chúng với các NP ZnO 10-30 và 35-45 nm trong 1,2 và 3 ngày (Hình 3). Theo dữ liệu thể hiện trong Hình 2, ảnh hưởng của hai kích thước NPN ZnO khác nhau lên BMSC hoặc AMSC phụ thuộc vào liều lượng và thời gian. Ở liều 5 và 10 ug / ml, các NP ZnO 10-30 và 35-45 nm cho thấy khả năng tồn tại tốt đối với AMSC và BMSC, tương ứng (Hình 3). Hơn nữa, khả năng tồn tại của AMSCs và BMSCs với các NP ZnO 35-45 nm đã giảm theo cách phụ thuộc vào liều lượng và thời gian ở cùng nồng độ (Hình 3).

3.3 Thử nghiệm chu kỳ tế bào

Ảnh hưởng của các NP ZnO đối với sự phân bố chu kỳ tế bào của BMSC và AMSCs được nghiên cứu bằng cách sử dụng phương pháp nhuộm propidium iodide và được đo bằng phương pháp đo tế bào dòng chảy. Như thể hiện trong Hình 4, AMSC và BMSC được xử lý bằng các NP ZnO 10-30 nm

chỉ ra rằng tỷ lệ tế bào bước vào giai đoạn GO / Gl tăng (82,2 và 82. 0 1 phần trăm) so với nhóm đối chứng (tương ứng 81,92 và 78,76 phần trăm). Khi các tín hiệu thúc đẩy tăng sinh bị apoptosis hoặc bị thiếu, các tế bào có xu hướng tăng G0 / G1 [38].

Hơn nữa, trong AMSC và BMSCs được xử lý bằng 10-30 nm ZnO NP, pha G2 / M giảm (7,38 và 9,98 phần trăm được tiếp nhận) so với nhóm đối chứng (10,04 và 13,47 phần trăm), cho thấy rằng các tế bào đã bị bắt giữ ở Chu kỳ tế bào S và các pha G2 / M và không tăng sinh tích cực (Hình 4). Tuy nhiên, phân tích chu kỳ tế bào của các NP ZnO 35-45 nm cho thấy sự tích tụ gia tăng của các tế bào pha G2 / M trong AMSC và BMSC (14,19 và 16,18%, tiếp thu) so với nhóm đối chứng G2 / M (10,04 và 13,47 phần trăm), chỉ ra sự chậm lại của quá trình chu kỳ tế bào (Hình 4). Khi DNA bị tổn hại, trạm kiểm soát G2 sẽ ức chế quá trình nguyên phân của tế bào và đảm bảo sự gia tăng của các bản sao bộ gen không bị lỗi cho mỗi tế bào con.

3.4 Thử nghiệm Galactosidase tại chỗ

Hoạt động của enzym beta-galactosidase được sử dụng trong công việc này để kiểm tra ảnh hưởng của các NP 10-30 và 35-45 nm ZnO đối với sự già đi của BMSC và AMSC. Kết quả của chúng tôi cho thấy các vùng tế bào có nhuộm màu xanh lá cây dương tính được quan sát thấy thường xuyên hơn ở nhóm được xử lý bằng ZnO NP ở cả hai loại tế bào gốc của chuột so với nhóm đối chứng (Hình 5A, B).

Trong các tế bào bình thường, axit lysosome -galactosidase được sản xuất và thu thập trong lysosome, như đã quan sát thấy ở các nhóm đối chứng. Nhưng trong các tế bào lão hóa, lysosome tăng lên và tạo ra mức -galactosidase cao hơn, được đặt tên là -galactosidase liên quan đến lão hóa (SA - - gal), như được phát hiện trong các tế bào được xử lý bằng ZnO NP (Hình 5). Tế bào SA-gal dương tính được nhuộm màu xanh lam dưới kính hiển vi trường sáng. Cả hai tế bào được điều trị đều dương tính so với các nhóm đối chứng. Màu xanh lam-xanh lục cao nhất thu được trong AMSC có NPN ZnO 10-30 nm (Hình 5A).

3.5 PCR thời gian thực

Sự biểu hiện tương đối của các gen NF-kB, P53 và Nanog được đánh giá so với GAPDH như một gen quản lý nhà trên cả BMSC và AMSC, chúng đã tiếp xúc với các NP ZnO 5 và 10ug / ml ở 10-30 và 35-45 kích thước nm, tương ứng, sau 48h. Kết quả biểu hiện của gen Nanog trong các tế bào được xử lý bằng NP 10-30 và 35-45 nm ZnO cho thấy có ý nghĩa (P<0.01)lower regulation="" in="" the="" amscs="" (fig.6a)="" and="" bmscs="" in="" comparison="" with="" the="" control="" group="" (fig.="">

Các tế bào được xử lý bằng NPN ZnO 10-30 nm cho thấy sự biểu hiện gen Nanog thấp hơn so với các tế bào được xử lý bằng

4. Thảo luận

Nghiên cứu này đã đánh giá tác động độc hại của hai kích thước của ZnO NP đối với BMSC và AMSC; 10-30 nm ở kích thước nhỏ hơn và 35-45 nm ở kích thước lớn hơn. Kết quả cho thấy kích thước nhỏ hơn của các NPN ZnO có tác động độc hại hơn kích thước lớn hơn của nó. Vùng bề mặt và kích thước hạt của NP là những chất lượng vật chất quan trọng theo quan điểm độc chất học. Khi kích thước hạt giảm, vùng bề mặt của nó tăng lên và cho phép một mức độ cao hơn các hạt hoặc nguyên tử của nó được thể hiện bề ngoài trái ngược với mặt bên trong của vật liệu [39].

Các vật liệu nano nhỏ hơn 50 nm thể hiện các đặc tính Hóa lý độc đáo vì kích thước nhỏ, diện tích bề mặt cao, chi phí thấp, khả năng phản ứng được cải thiện và dễ dàng xâm nhập vào các ngăn chia ô [40-42]. Theo kết quả thử nghiệm MTT của chúng tôi, nồng độ tối ưu và an toàn của các kích thước NPN ZnO nhỏ hơn và lớn hơn được nghiên cứu lần lượt là 5 và 10 ug / ml so với các nhóm đối chứng. Phân tích chu kỳ tế bào của chúng tôi cho thấy rằng nồng độ an toàn của các NP ZnO có kích thước 10-30 nm có tác động độc hại lên AMSC bằng cách giảm số lượng tế bào trong các pha S và GO / G1, cho thấy quá trình chu kỳ tế bào bị ngừng lại và mất đi của các tín hiệu của sự gia tăng ổ đĩa. Các NP của ZnO ở kích thước 35-45 nm đã làm giảm tế bào ở các pha G2 / M và S, dẫn đến quá trình chu kỳ tế bào bị chậm lại.

Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với kết quả của các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng NP có thể dẫn đến cái chết của tế bào do gây hại cho DNA hoặc các bào quan [43, 44]. Mặc dù có một số báo cáo độc học hạn chế về tác động của ZnO NPs, có một số báo cáo về tác động gây độc tế bào của ZnO NP trong ống nghiệm [45-47]. Một nghiên cứu cho thấy rằng stress oxy hóa được kích hoạt trong các tế bào TR146 với nồng độ 10ug / ml của ZnO NP [48] và trong các tế bào SH-SY5Y với nồng độ 15 ug / ml [49]. Một cytokine tiền viêm được giải phóng trong các tế bào THP -1 với 17,69 ug / ml các NP ZnO 【20】. Tổn thương DNA cũng được thực hiện ở nồng độ 6,4 ug / ml của ZnO NP trong tế bào ung thư biểu mô ruột kết của người [50] và ở nồng độ 12,5 ug / ml trong tế bào biểu mô của thận chuột [51]. Việc tiếp xúc với vật liệu nano là điều khó tránh khỏi vì chúng đang trở thành một phần trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta; theo đó, tính độc hại của nghiên cứu vật liệu nano được xem xét [52]. Hình 9 minh họa sự tương tác của các NP ZnO trong tế bào động vật có vú. Việc xác định các tế bào già cho thấy mức độ hoạt động của lysosome -galactosidase tăng lên [53]. Kết quả thử nghiệm SA - - gal của chúng tôi cho thấy rằng các NPN ZnO ở cả kích thước nhỏ hơn và lớn hơn (10-30 và 35-45 nm) đã kích thích các tế bào tạo ra lysosome. Tuy nhiên, màu xanh lam-xanh lục cao được tạo ra bởi nồng độ lysosome cao trong các tế bào tiếp xúc với 10-30 nm của các NP ZnO so với nhóm đối chứng.

P53 hoạt động như một chất lượng tuổi thọ xuất sắc của hoạt động ngăn chặn khối u mạnh mẽ của nó và một bộ điều khiển lão hóa [54]. p53 có thể giảm và tăng stress oxy hóa có thể do tác động kép của nó lên sự lão hóa. Kết quả PCR thời gian thực của chúng tôi cho thấy sự biểu hiện được điều chỉnh đáng kể của các gen p53 và NF-kB trong các tế bào tiếp xúc với cả hai kích thước của ZnO NPs. Tuy nhiên, sự biểu hiện quá mức cao nhất của các gen này đã được phát hiện trong các tế bào được xử lý với kích thước nhỏ hơn (10-30 nm) của NPs. Hơn nữa, mức mRNA của gen Nanog được coi là một gen chống lão hóa. Đối với gen Nanog, kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy sự điều hòa đáng kể của cả hai kích thước được nghiên cứu của các NP ZnO trong cả hai tế bào được xử lý. Tuy nhiên, điều hòa giảm thấp nhất ở kích thước 10-30 nm chỉ ra rằng các NPN ZnO có thể độc hơn ở kích thước nhỏ hơn so với kích thước lớn hơn (35-45 nm).

5. Kết luận

Các NP của ZnO (10-30 và 35-45 nm) thúc đẩy tế bào tiến tới quá trình lão hóa. Kích thước nhỏ hơn của ZnO NPs có nhiều tác động độc hại hơn đến sự tổng hợp DNA so với kích thước lớn hơn. Sự nhuộm màu -galactosidase cao nhất được quan sát thấy ở kích thước nhỏ hơn kích thước lớn hơn của các NP ZnO. Ngoài ra, sự biểu hiện quá mức đáng kể của các gen liên quan đến lão hóa (NF-kB và p53) đã được thu nhận trong các tế bào ZnO NP được xử lý với cả hai kích thước. Hơn nữa, một sự điều hòa giảm đáng kể của gen liên quan đến chống lão hóa (Nanog) đã được thu nhận trong các tế bào được xử lý bằng ZnO NPs.

Bài viết này được trích từ Tạp chí Khoa học Vật liệu: Vật liệu trong Y học (2021) 32: 128https: //doi.org/10.1007/s 10856-021-06602- x